研究人員對(duì)幾內(nèi)亞山藥基因組進(jìn)行測(cè)序
來自英國(guó),日本和德國(guó)的國(guó)際科學(xué)家團(tuán)隊(duì)為白色幾內(nèi)亞山藥(Dioscorea rotundata)開發(fā)了第一個(gè)高質(zhì)量的基因組序列,這是一種主要作物,為數(shù)百萬(wàn)人的生存和社會(huì)文化生活做出了巨大貢獻(xiàn)。人,主要是在西非和中非。
山藥是屬于塊莖科的塊莖作物的集體名稱,屬于薯ae科(Dioscoreaceae)的單子葉薯屬(Dioscorea)。
該屬包含約450種,主要分布在世界各地的熱帶和亞熱帶地區(qū)。在西非,東南亞以及太平洋和加勒比島嶼上,大約有10個(gè)物種被獨(dú)立馴化。
山藥種植受到許多因素的制約。山藥是一年一度的登山者,需要賭注才能獲得支持,并且非常容易受到過多的病蟲害的影響。種子通常不用作原料;相反,山藥通常使用小的整塊或塊莖塊克隆繁殖。山藥塊莖可長(zhǎng)到1.5米以上,重70公斤。
該白色幾內(nèi)亞山藥是在西非和中非,山藥生產(chǎn)在世界范圍內(nèi)的主要區(qū)域,這有助于在全球范圍內(nèi)2013產(chǎn)生的6300萬(wàn)噸山藥96%最流行的品種。
“具有白色幾內(nèi)亞山藥的參考序列為我們提供了一個(gè)獨(dú)特的機(jī)會(huì),可以更好地了解雌雄同體(具有單獨(dú)的雄性和雌性的植物),這是開花植物中非常罕見的特性,在一個(gè)物種中,這種物種在很大程度上與大多數(shù)物種有區(qū)別。到目前為止已被測(cè)序,“英國(guó)Earlham研究所的共同作者Benjamen White博士說。
“了解這種特性并為白色幾內(nèi)亞山藥提供基因組資源對(duì)于培育更好的山藥非常寶貴,這將改善西非和中非的糧食安全,以及那里的小農(nóng)的生計(jì)。”
懷特博士及其同事匯集了白色幾內(nèi)亞山藥的594-Mb基因組,并鑒定了26,198個(gè)基因。
他們還確定了山藥中與性別相關(guān)的基因組區(qū)域,發(fā)現(xiàn)山藥性別為雌性異型(雄性= ZZ,雌性= ZW)。
系統(tǒng)發(fā)育分析表明,山藥是一種獨(dú)特的單子葉植物,不同于Poales(水稻),檳榔(棕櫚)和Zingiberales(香蕉)。
“這是一個(gè)重要的突破。這意味著山藥加入了具有完整DNA序列的作物,這是幾年前從大米開始的一項(xiàng)發(fā)展,“共同作者Robert Asiedu博士說,他是尼日利亞伊巴丹國(guó)際熱帶農(nóng)業(yè)研究所西非研究所的研發(fā)主任。
“完整的DNA序列將極大地促進(jìn)我們對(duì)開花,疾病等關(guān)鍵性狀的遺傳控制的理解,包括質(zhì)量性狀,這反過來又會(huì)使新品種的繁殖更加快速和精確。”
“這將有助于克服非洲和世界其他地區(qū)山藥農(nóng)民面臨的許多挑戰(zhàn),”日本京都大學(xué)和巖手生物技術(shù)研究中心的聯(lián)合主要作者Ryohei Terauchi教授補(bǔ)充說。
“這些包括病蟲害,收獲后損失以及為作物開發(fā)更可持續(xù)的農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的必要性。”
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