科學(xué)家破解蔬菜馴化的秘密與植物亞基因組有關(guān)

2017-03-12 15:00:50　　來源：360常識網(wǎng)　　熱度： ℃

導(dǎo)語：中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所王曉武科研團(tuán)隊(duì)，對白菜和甘藍(lán)兩類蕓薹屬作物的馴化進(jìn)行了深入研究，揭示了馴化與古多倍化形成的亞基因組的關(guān)

中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所王曉武科研團(tuán)隊(duì)，對白菜和甘藍(lán)兩類蕓薹屬作物的馴化進(jìn)行了深入研究，揭示了馴化與古多倍化形成的亞基因組的關(guān)系，相關(guān)研究結(jié)果于8月15日在線發(fā)表于《自然·遺傳》(NatureGenetics)上。

白菜和甘藍(lán)類蔬菜是我國百姓餐桌上最常見的蔬菜。這兩類蔬菜最大的特點(diǎn)就是類型極其豐富多樣。白菜類常見的有大白菜、小白菜、蕪菁、菜心，而甘藍(lán)類常見的蔬菜則包括結(jié)球甘藍(lán)、苤藍(lán)、羽衣甘藍(lán)、芥藍(lán)、花椰菜、青花菜、孢子甘藍(lán)等。但是這兩個物種為什么能被馴化出如此多樣的類型一直是一個待解的難題。此外，這兩個重要物種還有一個特別有趣的現(xiàn)象。雖然是兩個物種，但是在500年前中國人將白菜馴化出結(jié)球大白菜，歐洲人將甘藍(lán)馴化出結(jié)球甘藍(lán);2000年前歐洲人將白菜馴化出根膨大的蕪菁，而500年前歐洲人將甘藍(lán)馴化出莖膨大的苤藍(lán)。為什么兩個物種，經(jīng)過我們祖先獨(dú)立的馴化，都能形成葉球或者膨大根(莖)這樣非常相似的性狀也一直是長期困擾科學(xué)界的一個謎題。通過分析選擇信號與亞基因組的關(guān)系，研究人員獲得兩個重要發(fā)現(xiàn)。第一，亞基因組的存在促進(jìn)了結(jié)球性狀、根(莖)膨大等性狀的馴化，進(jìn)而形成器官形態(tài)的多樣性。第二，同源基因的平行選擇是導(dǎo)致不同物種馴化形成類似產(chǎn)品器官的重要原因。

為了解開上述謎題，王曉武研究員團(tuán)隊(duì)完成了白菜和甘藍(lán)類蔬菜作物代表材料的基因組重測序，構(gòu)建了白菜和甘藍(lán)類蔬菜的群體基因組變異圖譜。分別確定了一大批白菜和甘藍(lán)葉球形成與膨大根(莖)馴化選擇的基因組信號與相關(guān)的基因。研究獲得了白菜和甘藍(lán)類蔬菜作物全基因組的大量變異，確定了一批與白菜類和甘藍(lán)類蔬菜葉球形成和根(莖)膨大有關(guān)的重要基因，為加快白菜類與甘藍(lán)類蔬菜分子育種奠定了重要基礎(chǔ)。