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新发布的中国大豆基因组促进了大豆优良品种的改良

2019-04-02 09:47:58 • 来源：

大豆(Glycine max [L.] Merr。)是最重要的作物之一，占全球油籽产量的一半以上，占世界食用和动物饲料蛋白质的四分之一以上。研究表明，栽培大豆在大约5000年前在中国被驯化，然后在全世界传播。在引种和传播过程中，大豆经历了严格的遗传瓶颈，导致来自不同地理区域的种质可能表现出高遗传多样性。目前的大豆参考基因组是从Williams 82进行测序的，Williams 82是在美国驯化的栽培品种。亚洲是最大的大豆种植和消费地区之一，其大豆生产对全球粮食安全至关重要。高质量的参考基因组对于物种的功能分析至关重要。因此，有必要从亚洲大豆种质中组装一个新的优质大豆基因组，以促进亚洲大豆功能基因组学研究和精英品种改良。

新发布的中国大豆基因组促进了大豆优良品种的改良

来自中国科学院遗传与发育生物学研究所，中国科学技术大学，江苏省农业科学院和Berry Genomics公司的生物学家通过组合中国大豆种质“中黄13”组装了一个新的大豆基因组。 SMRT，Hi-C和光学映射数据。

“我们最终组装的基因组是1.025 Gb。它的重叠群N50是3.46 Mb，支架N50是51.87 Mb。据我们所知，它是迄今为止报道的第四个连续植物基因组。”这项工作的资深作者沉燕亭博士说。“与以前常用的大豆参考基因组相比，我们新组装的基因组的质量得到显着改善，它具有更长的总序列长度，更高的重叠群N50和支架N50，以及更少的缺口”。此外，经过对中黄13和威廉姆斯82之间基因组序列的仔细比较，研究小组发现中黄13基因组显示出大量的遗传变异与威廉姆斯82.“我们发现超过250,000个结构变异事件，包括1,404个易位，161倒置，1，

“这项工作是来自不同领域的科学家的一项伟大的合作努力。例如，为了使新的基因组注释更加准确和信息丰富，我们向转化元素研究专家杜建昌博士寻求帮助”相应的作者博士说。 。Zhixi Tian，一位研究大豆功能基因组的科学家。通过综合分析，在新基因组中共注释了36,429个转座因子和52,051个蛋白质编码基因。“QTL和GWAS是研究基因座控制性状的有用方法。但是，很难直接从QTL和GWAS中鉴定出因果基因，因为它们通常会产生较大的候选区域。基因共表达网络是探索基因的有力方法。调节关系和预测基因功能。我们认为基因共表达网络在与QTL和GWAS结合时可以帮助重要的农艺基因挖掘。因此，我们向中国科技大学基因共表达网络专家马思松博士提供了帮助，“志熙说。

“为了检验这一假设，我们利用保藏在NCBI序列阅读档案(SRA)中的1,978个大豆RNA-seq的转录组数据集建立了注释基因的综合基因共表达网络。该网络包含39,967个基因和330,864个共表达“Shisong Ma博士”是合作者和共同作者之一。通过探索与大豆开花时间和亚油酸相关的新基因来测试基因共表达网络的使用内容。“我们的基因共表达网络将大豆开花时间候选基因的数量从7,971直接缩小到26，这在候选基因挖掘中是有效的，”Yanting说，“此外，我们通过关联其单倍型和单倍型确认了一个候选基因SoyZH13_16G177400的功能。我们之前重新测序的自然种群中的表型信息。“除了与开花时间相关的基因外，还使用相同的策略确认了控制大豆亚油酸含量的另一基因。中国科学院遗传与发育生物学研究所20多年从事大豆育种研究的生物学家朱宝杰博士评论说：“这种方法非常新颖，对我们的大豆研究人员和育种者很有帮助。

所有作者都希望这个新基因组能够促进豆科植物基因组学研究和未来大豆作物的改良。

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