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據(jù)華大基因最新消息，由冷泉港實(shí)驗(yàn)室、加州大學(xué)戴維斯分校、深圳華大基因研究院、康奈爾大學(xué)、墨西哥國(guó)際玉米和小麥改良中心等全球17所科研機(jī)構(gòu)合作完成的兩項(xiàng)玉米基因組學(xué)研究成果于6月4日同期發(fā)表在國(guó)際權(quán)威雜志《自然-遺傳學(xué)》（Nature Genetics）上。這是科研人員在玉米基因組學(xué)研究中取得的又一重大突破，對(duì)全面深入認(rèn)識(shí)玉米這一重要谷類作物具有十分重要的意義，同時(shí)也對(duì)加快玉米的遺傳改良及育種具有巨大的科學(xué)價(jià)值。
玉米是集糧、經(jīng)、飼為一體的三元作物，也是重要的能源作物。遺傳多樣性研究對(duì)玉米種質(zhì)資源的收集、評(píng)價(jià)、保存和利用具有十分重要的意義，也對(duì)玉米育種具有重要的指導(dǎo)意義。在由冷泉港實(shí)驗(yàn)室和深圳華大基因研究院等單位主導(dǎo)完成的玉米遺傳變異研究（Generation of maize HapMap2 identifies extant variation from a genome in flux）中，科研人員對(duì)105個(gè)野生和栽培玉米品種進(jìn)行了測(cè)序和分析，成功構(gòu)建了第二代玉米單體型圖譜（簡(jiǎn)稱，Maize HapMap 2），并對(duì)玉米的遺傳多樣性進(jìn)行了全面分析。在研究中，他們建立了精密的群體遺傳學(xué)評(píng)分模型（population-genetics scoring model），共鑒定了5500多萬(wàn)個(gè)遺傳分子標(biāo)記，同時(shí)發(fā)現(xiàn)染色體結(jié)構(gòu)變異（SV）在玉米野生種和栽培種的基因組中是普遍存在的，并且推測(cè)這些結(jié)構(gòu)變異與很多重要的農(nóng)藝性狀具有密切的關(guān)聯(lián)。此外，在研究影響玉米基因組大小的主要因素時(shí)，研究人員發(fā)現(xiàn)染色體結(jié)（一種密集的DNA結(jié)構(gòu)，chromosomal knobs）的存在或缺失造成了“種內(nèi)”玉米基因組大小出現(xiàn)很大的差異；而在“種間”進(jìn)行比較時(shí)，他們發(fā)現(xiàn)玉米基因組大小的變化則主要與大量的轉(zhuǎn)座子有關(guān)。
據(jù)悉，考古學(xué)及遺傳學(xué)證實(shí)玉米大約馴化自10,000多年前，在馴化過(guò)程中，玉米經(jīng)歷了一次特殊的表型轉(zhuǎn)變，這使其更加容易滿足人類的需求。在由加州大學(xué)戴維斯分校和深圳華大基因研究院等單位主導(dǎo)完成的第二篇文章（Comparative population genomics of maize domestication and improvement）中，研究人員對(duì)75個(gè)玉米株系（包括野生玉米、美洲各地的傳統(tǒng)品種和現(xiàn)代改良玉米品系）進(jìn)行全基因組重測(cè)序，并對(duì)玉米馴化進(jìn)行了全面的評(píng)估分析。研究發(fā)現(xiàn)玉米在經(jīng)過(guò)人工馴化之后又產(chǎn)生了新的遺傳多樣性，并推測(cè)這很有可能是由于野生近緣物種的基因滲入所導(dǎo)致的。研究人員發(fā)現(xiàn)了數(shù)百個(gè)具有強(qiáng)烈選擇信號(hào)的基因，并推測(cè)這些基因可能在玉米的馴化過(guò)程中發(fā)揮著重要的作用。此外，研究數(shù)據(jù)還表明在玉米的馴化過(guò)程中，千百年前古代農(nóng)民應(yīng)用的人工馴化方法似乎比現(xiàn)代育種學(xué)家所使用的方法發(fā)揮了更大的作用。
華大基因助理副院長(zhǎng)徐訊表示：“作物的遺傳改良是作物育種研究的重要內(nèi)容。這兩項(xiàng)研究成果為系統(tǒng)地了解玉米的遺傳多樣性和進(jìn)化等問(wèn)題提供了一個(gè)新的思路，同時(shí)也為植物學(xué)家和育種學(xué)家如何更好地進(jìn)行玉米品種改良提供了寶貴的指導(dǎo)意見(jiàn)。”
華大基因副院長(zhǎng)張耕耘表示：“玉米是世界上最重要的糧食作物之一，這兩項(xiàng)研究成果對(duì)促進(jìn)玉米改良以滿足整個(gè)世界對(duì)糧食、飼料和燃料等資源的需求具有重要價(jià)值。我們希望在未來(lái)的研究中能夠取得更多的突破，以便更好地應(yīng)對(duì)全球糧食安全和環(huán)境問(wèn)題所帶來(lái)的諸多挑戰(zhàn)。”
來(lái)源：中國(guó)日?qǐng)?bào)深圳記者站（記者 馬卓然 通訊員 逄莎莎 劉佳） 編輯：馮媛
