南京农业大学青年教师第一作者在Nature子刊(IF=36.6)发表重要研究成果

学术   2024-12-05 17:42  

近日,南京农业大学房经贵教授团队与中国农业科学院深圳农业基因组研究所(岭南现代农业科学与技术广东省实验室深圳分中心)周永锋团队《自然·遗传学(Nature Genetics)》上合作发表了题为“Grapevine pangenome facilitates trait genetics and genomic breeding”的研究论文。这项合作研究基于首个驯化葡萄的图泛参考基因组Grapepan v1.0的构建,创建了一个综合性的葡萄基因型图谱,该图谱涵盖了单核苷酸多态性(SNP)、插入/缺失变异(InDel)和结构变异(SV),以及对重要育种特性进行描述的表型图谱。

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通过深入的群体遗传学和数量遗传学分析,研究人员揭示了影响葡萄复杂农艺特性的遗传基础,成功定位了29个与这些特性相关的数量性状位点(QTLs),并发现结构变异在农艺特性表现中的遗传贡献尤为显著。此外,研究还结合机器学习算法、基因型与表型图谱以及数量遗传学分析,提出了一个适用于葡萄多性状的全基因组选择育种模型,建立了完整的葡萄全基因组选择育种系统。这一系统预计能够大幅缩短育种周期,减少成本,并提升育种效率,从而为我国葡萄种业的发展提供强有力的支持,同时其方法和模型也为其他多年生作物的遗传改良提供了宝贵的借鉴。

葡萄遗传育种与基因组学课题组长期致力于葡萄种质评价与创制以及高效育种方法的研发等,并基于葡萄着色性状遗传机理的深入研究,提出了基于色泽性状的葡萄分子设计育种技术体系,这是葡萄重要性状第一个精准设计育种策略。相关研究先后发表于Plant Biotechnol J,J Exp Bot,Plant J等国际知名期刊。

中国农业科学院深圳农业基因组研究所(岭南现代农业科学与技术广东省实验室深圳分中心)周永锋研究员、肖华副研究员和南京农业大学房经贵教授为该文章的通讯作者,基因组所(大鹏湾实验室)刘众杰、王楠、苏颖、龙颀明、彭艳玲和南京农业大学园艺学院上官凌飞老师为该文章的共同第一作者。中国农业科学院郑州果树研究所刘崇怀研究员、樊秀彩研究员等参与了该项研究。

图1 | 葡萄T2T基因组组装及泛参考基因组的构建

图2 | 与农艺性状相关的候选基因座及其人工选择印记

该研究获得了国家重点研发计划、国家优秀青年科学基金(海外)、国家自然科学基金、江苏省优势学科等项目的支持。

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