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群体基因组分析揭示了亚洲水稻的多种驯化

开心的月饼 2023-08-16 14:06:31 生活常识

中国科学院植物研究所宋戈教授领导的研究人员在《自然植物》杂志上发表的一项研究表明,亚洲水稻的驯化是独立于不同地区不同的野生谱系开始的。然后通过不断选择和不同品种组之间有益等位基因的交换来完成。

群体基因组分析揭示了亚洲水稻的多种驯化

亚洲驯化水稻(OryzasativaL.)由两个亚种(粳稻和籼稻)组成,不仅是世界上最重要的作物之一,而且也是生物学研究的优秀模型。尽管进行了广泛的研究,但近一个世纪以来,亚洲水稻驯化的起源一直存在争议。在各种观点中,两种主要假设(单一驯化与多重驯化)已被广泛接受,但最初的争议仍未解决。

在这项研究中,研究人员使用包含459个新重新测序的基因组和1,119个公开可用的野生和栽培种质基因组的数据集,在基因组水平上对水稻的驯化历史进行了广泛的分析。

通过提出一种测试替代假设的新策略,他们鉴定了粳稻和籼稻共有的993个选定基因,表明这些基因的驯化等位基因在粳稻或籼稻中仅起源一次。

重要的是,研究人员表明,大多数选定基因(约80%)的驯化等位基因源自中国野生稻O.rufipogon。然而,所选基因中的相当一部分(约20%)的驯化等位基因源自南亚和东南亚的野生稻O.nivara。这些结果证明了亚洲水稻在不同地区的不同驯化事件。

此外,本研究还贡献了基因组资源,包括422份新测序并通过表型检查验证的野生种质,这将极大地促进水稻遗传、进化和育种的进一步研究。

扩展的数据集使研究人员能够揭示野生和驯化水稻的深层遗传结构以及多个不同的谱系,为推断驯化基因的进化历史提供更好的系统发育框架。

出乎意料的是,研究人员发现水稻中的一些选择性扫描区域包含来自不同进化起源的基因。这一发现表明,以前基于连接扫描区域来重建单一系统发育以推断驯化历史的做法是没有根据的。

该研究的通讯作者葛松教授说:“这项研究对其他驯化物种具有重要意义,特别是那些具有复杂进化历史、品种和品系之间广泛且连续的基因流动的物种。”


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