向日葵基因组序列为更具弹性的作物提供路线图

乔治亚大学的研究人员是一个国际团队的一部分，该团队发布了第一个向日葵基因组序这一新资源将有助于使用遗传工具改善作物恢复力和石油生产的未来研究计划。他们今天发表他们的研究成果在期刊自然。

向日葵以其美丽和重要的食物来源而闻名，是一种全球性的油料作物，有望应对气候变化，因为它可以在各种环境条件下保持稳定的产量，包括干旱。然而，直到最近组装向日葵基因组一直很困难，因为它主要由高度相似的相关序列组成。

北美和欧洲的研究小组对驯化向日葵Helianthus annuus L的基因组进行了测序。他们还进行了比较和全基因组分析，这些分析提供了对Asterids进化历史的见解，Asterids是一种开花植物的亚群，包括土豆，西红柿和咖啡。

他们确定了新的候选基因和重建的控制开花时间和油代谢的遗传网络，这是两个主要的向日葵繁殖特性，并发现开花时间网络已经被过去的整个基因组重复所塑造。他们的研究结果表明，古代的基因拷贝可以保留其功能，并在数千万年后仍然影响着感兴趣的特征。

“作为向日葵基因组的第一个参考序列，它取得了相当大的成就，”该论文的共同作者，植物生物学教授，UGA植物中心成员John M. Burke说。“向日葵基因组比玉米[玉米]基因组大40%以上，比人类基因组大20%左右，其高度重复性使其成为组装的独特挑战。”

伯克的实验室研究了向日葵家族内进化分歧的基因组基础，参与了基因组装配所依据的遗传图谱，并监督了本文所述的80个向日葵品系的全基因组重新测序。

国际合作由法国图卢兹法国国家农业研究所的Nicolas Langlade领导，其中包括不列颠哥伦比亚大学的Loren Rieseberg。

“与许多植物基因组一样，向日葵基因组具有高度重复性，但在这种情况下，情况会更糟，”伯克说。“基因组中的重复元素最近才出现，这意味着它们没有时间进行区分。因此，它就像组成一个巨大的谜题，其中许多部分看起来完全相同，或几乎相同。”

作者得出结论，这项研究强化了向日葵作为生态和进化研究以及气候变化适应的模型，并将加速育种计划。

“这将极大地促进我们的工作，以了解与非生物胁迫抗性相关的关键性状的分子机制 - 如干旱，盐度和低营养抗性，”伯克说。“这个基因组序列基本上可以作为一个遗传路线图来确定这些特征背后的基因。”

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