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            當(dāng)前快訊:研究揭示苦蕎和金蕎麥性狀差異的遺傳機(jī)制

            2022-07-27 08:41:37 來源:工人日報客戶端


            【資料圖】

            原標(biāo)題:研究揭示苦蕎和金蕎麥性狀差異的遺傳機(jī)制

            工人日報-中工網(wǎng)記者 黃哲雯 通訊員 衛(wèi)斐

            記者從中國農(nóng)科院獲悉,近日,該院作物科學(xué)研究所的特色農(nóng)作物優(yōu)異種質(zhì)資源發(fā)掘與創(chuàng)新利用團(tuán)隊從基因組水平揭示了金蕎麥和苦蕎性狀差異的重要原因,對金蕎麥的生態(tài)類型進(jìn)行了初步的劃分和比較,并開發(fā)了與蘆丁代謝相關(guān)的分子標(biāo)記,為金蕎麥的性狀改良和品質(zhì)育種,以及苦蕎和金蕎麥種間雜交的分子育種提供了理論依據(jù)。

            據(jù)介紹,苦蕎是蕎麥屬中主要作為糧食作物廣泛栽培的,而金蕎麥主要作為藥用和飼用,具有抗菌消炎、預(yù)防癌癥和抗腫瘤的功效。金蕎麥?zhǔn)强嗍w的野生近緣種,也是苦蕎遺傳改良的重要遠(yuǎn)緣雜交材料,但與苦蕎相比,金蕎麥具有籽粒大且蘆丁等活性成份更加豐富、地下膨大莖、花期長、耐寒等特點(diǎn)。為充分挖掘金蕎麥的優(yōu)異基因資源以及加快鑒定苦蕎-金蕎麥雜交后代優(yōu)異材料,開展金蕎麥和苦蕎比較基因組研究十分必要。

            圖片說明:苦蕎(中國農(nóng)科院供圖)

            研究人員通過與苦蕎基因組比較發(fā)現(xiàn),金蕎麥基因組大小(1.08G)是苦蕎基因組(0.48G)的兩倍,這主要是由于重復(fù)序列擴(kuò)增導(dǎo)致。研究發(fā)現(xiàn),金蕎麥在3號和4號染色體上存在兩段大片段倒位,相關(guān)基因與代謝、細(xì)胞壁形成、根形態(tài)建成等密切相關(guān)。

            基因組進(jìn)化分析發(fā)現(xiàn),金蕎麥和苦蕎在近代發(fā)生分化,金蕎麥中代謝相關(guān)的基因受到了強(qiáng)烈選擇。通過對金蕎麥的地下膨大莖、根和苦蕎的根分別進(jìn)行代謝組學(xué)分析,發(fā)現(xiàn)金蕎麥中兒茶素、原花青素、蘆丁、槲皮素等黃酮類物質(zhì)含量遠(yuǎn)高于苦蕎,是金蕎麥可做藥用的重要原因。進(jìn)一步從基因組層面揭示了金蕎麥中黃酮類物質(zhì)合成相關(guān)基因發(fā)生了擴(kuò)增。

            此外,對研究團(tuán)隊過去5年從云貴高原搜集到的34份直立和斜生生態(tài)型的二倍體野生金蕎麥并進(jìn)行了性狀評價,發(fā)現(xiàn)直立生態(tài)型的農(nóng)藝性狀優(yōu)于斜生生態(tài)型,而斜生生態(tài)型的品質(zhì)性狀更優(yōu)。進(jìn)而挖掘到一系列與品質(zhì)和農(nóng)藝性狀相關(guān)的基因,并開發(fā)了分子標(biāo)記。

            該研究為金蕎麥的性狀改良和品質(zhì)育種,以及苦蕎和金蕎麥種間雜交的分子育種提供了理論依據(jù)。該研究得到國家重點(diǎn)研發(fā)計劃、國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)國際合作項目等項目支持。

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