【Science,】重磅!26个玉米品系基因组公布,为玉米育种及改良奠定基础

2009年第一个玉米B73的遗传系的基因组公布,从那时起,B73一直作为玉米的主要参考基因组,然而B73基因组只占有完整玉米泛基因组中63%至74%的基因和/或低拷贝序列。因此,B73的基因组对于其他玉米基因组中的基因序列了解有限,开发其他基因组参考以了解重要农业特征的遗传结构至关重要。

2021年8月6日,Science在线发了来自爱荷华州立大学Matthew B. Hufford等人在表题为“De novo assembly, annotation, and comparative analysis of 26 diverse maize genomes”的研究论文,该研究公布了全球 26 个玉米品系的基因组,使用这些新的基因组作为参考,未来可以选择可能导致更好的作物产量或抗逆性的基因。

2009 年第一个玉米B73 的遗传系的基因组公布,从那时起,B73 一直作为玉米的主要参考基因组,然而B73基因组只占有完整玉米泛基因组中 63% 至 74% 的基因和/或低拷贝序列 。因此,B73 的基因组对于其他玉米基因组中的基因序列了解有限,开发其他基因组参考以了解重要农业特征的遗传结构至关重要。玉米基因组中85%的序列由转座子或重复序列组成,这就成为新基因组组装的主要障碍。而目前新的测序技术发展为解决这个问题提供了技术保证。

该研究通过 PacBio 长读长技术进行高深度(63-85×)测序26个玉米品种基因组,其中包括25个近交系的组装和注释基因组以及 B73 的改进参考组装。之后,该研究对每个自交系的10 个组织的 mRNA 进行了测序。在 26 个基因组中,共鉴定了 103,033 个基因,其中大约三分之一在所有基因型中都有发现。此外,该研究进一步表明玉米的祖先进行了全基因组复制(WGD)事件在5至20万年前。

之后,该研究还分析了26个基因组的多倍体后的同源保留、TE 的丰度、NLR 抗病基因拷贝数和甲基化谱。这些基因组资源将会促使人们从单一参考基因组转变为多基因组参考,其中 26 个自交系中的任何一个都可以部署用于基本发现和作物改良的目的,每个近交系都具有不同的实验和农艺优势。

论文链接:

https://science.sciencemag.org/content/373/6555/655

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