華中農(nóng)業(yè)大學(xué)鄧秀新院士領(lǐng)銜的柑橘研究團隊在無性生殖領(lǐng)域取得新進展，其研究成果（Genomic analyses of primitive, wild and cultivated citrus provide insights into asexual reproduction）在4月11日于《自然•遺傳學(xué)》（Nature Genetics）刊物在線發(fā)表。該研究以柑橘原始種、野生種和栽培種的基因組為基礎(chǔ)，采用比較基因組、遺傳學(xué)和轉(zhuǎn)錄組等方法解析了柑橘“多胚”形成的分子基礎(chǔ)，并找到了一個關(guān)鍵基因CitRWP。
該研究利用單分子測序技術(shù)（PacBio）組裝完成了迄今為止最為完整的柑橘基因組，其中Contig N50和N90分別為2.2 Mb和70kb，scaffold N50和N90分別為4.2 Mb和565 kb?；蚪M比較分析發(fā)現(xiàn)柑橘品種特有的基因組區(qū)段大部分為轉(zhuǎn)座元件及未知功能的基因，大約有1/5的基因已知功能并富集在防御反應(yīng)、蛋白水解及果膠裂解這3個生物學(xué)途徑。本研究進一步對本室搜集的100份代表原始、野生和栽培柑橘進行深度測序與之前已經(jīng)測序的8個品種一起進行群體比較分析，結(jié)果表明原始柑橘品種的遺傳多樣性最高，栽培柑橘中的能量代謝相關(guān)的基因和開花相關(guān)的基因受到了選擇。
種子由多到少、由大到小，以及生殖模式由單胚到多胚的轉(zhuǎn)換是柑橘“原始-野生-栽培”過程中最明顯的演化規(guī)律之一。大多數(shù)植物的胚都是由受精卵發(fā)育而來，稱為合子胚，而柑橘珠心組織的體細(xì)胞也可發(fā)育成胚，叫做體細(xì)胞胚或珠心胚。大多數(shù)柑橘品種一粒種子可產(chǎn)生2-10個珠心胚，進而萌發(fā)成多棵珠心苗，稱之為多胚性。柑橘的多胚性是自然界中最穩(wěn)定的無融合生殖類型之一，具有重要的研究與育種價值。本研究結(jié)合構(gòu)建的遺傳分離群體與柑橘基因組平臺，采用極端表型混合池測序和局部基因關(guān)聯(lián)分析的策略，將柑橘多胚性位點定位到第4染色體的一段80 Kb的區(qū)域，包含11個候選基因。進一步分析發(fā)現(xiàn)候選基因CitRWP與多胚性狀的關(guān)聯(lián)程度最高，在胚珠中高量表達，并且呈現(xiàn)在多胚品種中特異的高表達的特點。序列分析發(fā)現(xiàn)，在多胚的柑橘品種中，該基因啟動子區(qū)域有MITE（Miniature Inverted-repeat Transposable Element）插入，并且在搜集的786份種質(zhì)資源中與多胚性狀共分離。
本研究為進一步精確利用柑橘的“多胚性”進行分子設(shè)計輔助柑橘育種提供了重要的基因資源。此外，對于大田作物引入無融合生殖性狀固定雜種優(yōu)勢也具有借鑒意義。
華中農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝林學(xué)學(xué)院徐強教授為該論文通訊作者，博士生王霞、徐遠(yuǎn)濤、張斯淇及西南大學(xué)曹立副研究員為論文并列第一作者。華中農(nóng)業(yè)大學(xué)信息學(xué)院馬彬廣、陳玲玲，生命科學(xué)技術(shù)學(xué)院陳春麗等多位老師及研究小組參與了該項目的完成。（資料引自華中農(nóng)業(yè)大學(xué)網(wǎng)站）
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