日前從福建農(nóng)林大學(xué)獲悉，該校莊偉建教授科研團(tuán)隊(duì)的研究成果“栽培種花生基因組揭示了豆科植物的核型、多倍體進(jìn)化和作物馴化”于日前在國(guó)際學(xué)術(shù)權(quán)威刊物英國(guó)《自然·遺傳學(xué)》雜志在線發(fā)表。該項(xiàng)研究在全世界范圍內(nèi)首次破譯了四倍體栽培種花生的全基因組，標(biāo)志著我國(guó)在栽培種花生基因組研究方面處于國(guó)際領(lǐng)先水平。該成果對(duì)全球花生的遺傳改良具有重大貢獻(xiàn)，對(duì)我國(guó)乃至全球農(nóng)業(yè)的基礎(chǔ)研究具有重要意義。

我國(guó)是世界種植花生第一大國(guó)，種植面積達(dá)7500多萬(wàn)畝，產(chǎn)量達(dá)1700萬(wàn)噸，占世界總產(chǎn)量約40%，占全國(guó)油料作物總產(chǎn)(不含大豆)近50%，其種植業(yè)產(chǎn)值達(dá)1200億元，居全國(guó)農(nóng)作物(水稻、小麥、玉米之后)的第四位。在當(dāng)前我國(guó)油料短缺嚴(yán)峻、食用油66%依賴進(jìn)口情況下，花生生產(chǎn)關(guān)系國(guó)計(jì)民生。鑒于花生的重要經(jīng)濟(jì)價(jià)值，近十多年來(lái)，國(guó)際上積極開展花生的基因組研究。但因四倍體栽培種花生基因組大、復(fù)雜，A、B兩個(gè)亞基因組相似性高，一直未能獲得突破性進(jìn)展。

為破譯栽培種花生的基因組，莊偉建率領(lǐng)的科學(xué)家團(tuán)隊(duì)利用具有全國(guó)70%育成品種血緣的獅頭企為材料，利用三代單分子測(cè)序技術(shù)、染色體構(gòu)象捕獲技術(shù)和超高密度遺傳圖譜，以及其他生物信息學(xué)、遺傳學(xué)、功能基因組學(xué)等手段，突破復(fù)雜基因組組裝的困難，獲得了高質(zhì)量的重疊群和基因組支架，組裝總長(zhǎng)達(dá)2.54 Gb，占花生基因組總長(zhǎng)94.1%;進(jìn)而精確組裝到20條染色體水平(全長(zhǎng)2.51Gb)的高質(zhì)量四倍體花生基因組。這是世界上第一個(gè)完成花生全基因組測(cè)序和染色體精細(xì)結(jié)構(gòu)框架注釋的花生基因組，為準(zhǔn)確研究基因功能、表達(dá)、劑量效應(yīng)和遺傳模式奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

據(jù)莊偉建介紹，該項(xiàng)研究除了在國(guó)際上率先完成并公布了栽培種花生全基因組測(cè)序組裝和精細(xì)結(jié)構(gòu)框架，還首次全面揭示了花生及其他豆科物的染色體起源、核型進(jìn)化和栽培花生基因組結(jié)構(gòu)變異，深入揭示了花生基因組含量變化及與種子大小、抗病性、油脂代謝和固氮的關(guān)系，揭示了栽培花生的起源、物種進(jìn)化和栽培馴化，闡明了花生基因組在助推花生分子育種和基礎(chǔ)生物學(xué)研究方面的重要作用。

“花生的產(chǎn)量、品質(zhì)、抗性都是基因控制。長(zhǎng)期以來(lái)，四倍體花生基因組研究一直未能破譯，像花生的黃曲霉污染等難題一直未能解決，嚴(yán)重影響了花生生產(chǎn)問(wèn)題解決和產(chǎn)業(yè)發(fā)展。”中國(guó)工程院謝華安院士評(píng)價(jià)說(shuō)：“莊偉建教授率領(lǐng)科研團(tuán)隊(duì)高質(zhì)量破譯栽培種花生全基因組序列精細(xì)結(jié)構(gòu)，對(duì)一些重要生物學(xué)問(wèn)題進(jìn)行了系統(tǒng)深入的解釋，取得了重大突破。這對(duì)花生的基礎(chǔ)和應(yīng)用研究將起巨大的推動(dòng)作用，使花生的全基因組選擇育種、精準(zhǔn)育種成為可能，可大大提高花生產(chǎn)量、品質(zhì)、抗性、安全新品種育種效率，一些復(fù)雜問(wèn)題有望解決，對(duì)促進(jìn)我國(guó)和世界花生產(chǎn)業(yè)可持續(xù)跨越式發(fā)展具有重大意義。”(高建進(jìn))

關(guān)鍵詞： 福建農(nóng)林大學(xué) 花生 全基因組