专栏名称: 华大集团BGI
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华大参与破译珍珠粟基因组

华大集团BGI  · 公众号  · 生物  · 2017-09-19 10:06

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珍珠粟项目为国际合作项目,得到了比尔及梅琳达·盖茨基金会(Bill and Melinda Gates Foundation)的大力支持。在该项目中,华大参与整体项目设计,共同监督科研工作的推进。此外,华大承担全基因组二代测序及重测序样品的二代测序任务,负责基因组的组装、注释、基因家族与进化等基因组学方面的分析研究,对九百多个重测序样本进行变异检测,并与法国研究与发展研究所(IRD)的老师合作分析珍珠粟的群体多样性及其驯化历史。


珍珠粟属于禾本科黍亚科,是一种高度异花授粉的二倍体C4植物(2n=2x=14),具有非常高的光合作用效率和潜在生物量能产出。 目前,珍珠粟的种植主要分布在非洲撒哈拉沙漠以南、印度及南亚等地区,是这些地区农民的主要食物来源。 这些地区土壤肥力较低、土壤水分含量少且pH值盐度高,同时伴有高温、有限降水等恶劣环境,在这样的条件下,玉米、水稻、高粱、小麦等作物都无法广泛种植。珍珠粟却能很好地适应这样的干旱环境,在平均年降水量低至250毫米的地区仍可以生产粮食。



珍珠粟属于孤生作物,相对于水稻、玉米等农作物,目前在全世界范围内没有广泛的种植贸易,但珍珠粟粒营养丰富,蛋白质含量高达8-19%,淀粉含量低,纤维含量高(1.2 g / 100g),微量营养素浓度(铁和锌)也高于水稻、小麦、玉米和高粱等作物。 因此,珍珠粟在印非等半干旱地区的粮食种植产业有着重要的地位,提高珍珠粟的产量对改善这些地区人民的饮食营养意义重大。 该研究采用二代测序技术,对珍珠粟全基因组DNA进行了测序、组装,并通过构建遗传图谱将全基因组序列连成7条染色体。科研人员在珍珠粟基因组中发现验证了378个与植物抗病相关的NBS(核苷酸结合位点)基因,其中有26.2%和25.7%分别位于4号和1号染色体,且有QTL定位表明这两条染色体上有霜霉病抗性位点。在这两个染色体的端粒区附近还发现了NBS基因的串联重复,这可能是珍珠粟基因组局部基因扩增的重要来源。







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