研究背景
农作物产量的促进可以推动人类文明的崛起,随着人们接受了新的生活方式,栽培植物也必须适应人们的需求。其中大麦(Hordeum vulgare)六棱大麦的谷物数量是其祖先两棱大麦的三倍,这种变化是由于敲除突变导致的花序发育差异。因此,六棱大麦在大多数大麦种植区占据主导地位。大麦不仅在野外需适应不同环境线索以触发发芽,还在麦芽加工中需快速均匀发芽以满足行业需求。此外,抗病性、植物结构和养分利用等性状也是育种家关注的焦点。尽管大麦遗传分析在20世纪上半叶因技术难题而停滞,但随着DNA测序技术的进步,大麦作为温带谷物二倍体模型的研究再次得到广泛关注。最近,已组装出多种大麦基因组的高质量序列,并转向泛基因组研究,包括76个染色体规模序列和1,315个大麦基因组的短读长序列数据,这些数据为理解作物进化和适应提供了见解。
研究结果
76 种大麦的基因组序列
结构变异图谱
为了扩展存在/不存在变异、插入、缺失和多态性倒位的数据库,将基因组序列进行比对并检测其结构变异(SV)。值得注意的是两个相互的染色体间易位,第一个在伊朗地方品种 HOR 14273 中,第二个在来自土耳其的野生大麦 HID055 中。这些变异可能会影响大麦的育种过程。
Fig. 1: A species-wide pangenome of H. vulgare.
结构复杂的位点
Fig. 2: Structurally complex loci in the barley pangenome.
淀粉酶基因位点amy1_1的结构多样性
Fig. 3: Structural diversity at the amy1_1 locus and its importance in malting.
SVs调控毛状体发育
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编辑 | 周婷婷
校对 | 廖晓利