当前位置:首页 > 外埠信息 > 国外 国外

专家点评 Nature Genetics | 445份种质材料全基因组重测序揭示栽培生菜的驯化历程

信息来源:Nature Genetics  发布时间: 2021-04-16   点击数:保护视力色: 杏仁黄 秋叶褐 胭脂红 芥末绿 天蓝 雪青 灰 银河白(默认色)

生菜是菊科的重要蔬菜,包括叶用的生菜和茎用的莴笋。生菜是由野莴苣驯化而来,叶用的生菜传入中国后渐渐演化成茎用的莴笋,并成为我国的主要栽培类型。随着人们生活习惯的改变,生菜在我国的消费量也呈逐年增加的趋势。生菜也是水培种植的模式作物,是植物工厂中最常种植的作物之一。在植物工厂中,生菜的生长速度、光利用效率、营养吸收利用、产品品质等性状需要通过育种针对性地进行改良。在大田或保护地种植,则急需抗性高、耐高温抽薹的优良品种,以适应全球气候变暖造成的多发反常高温天气。

4月12日,深圳华大生命科学研究院与荷兰瓦赫宁根大学等多家单位合作在Nature Genetics发表了题为Whole-genome resequencing of 445 Lactuca accessions reveals the domestication history of cultivated lettuce的研究论文,对囊括了所有生菜栽培类型及主要野生近缘种的全球445份生菜种质资源展开全基因组重测序工作,全面揭示了栽培生菜的完整驯化进程,并对种质资源结构、重要农艺性状和抗病基因来源进行了探索研究,为生菜育种提供了丰富的数字化资源。

栽培生菜有很多所谓的“驯化综合症(domestication syndrome)”,如叶片全缘、缺少叶刺、无法散种等。本研究通过全基因组关联分析,对重要的驯化和农艺性状相关基因进行了精细定位。以上三个驯化性状的相关基因位点,分别定位于生菜基因组的第3、5和6号染色体上。对散种基因所在区域的变异位点进行系统进化分析,发现栽培生菜与高加索的野莴苣居群在进化树上最近,揭示了散种的丢失可能是发生在生菜驯化的早期事件。对全缘叶关联区域进行系统进化分析,发现栽培生菜与南欧的野莴苣居群聚为一支,表明全缘叶这一性状很可能来自南欧地区的野莴苣。

叶用生菜在种植期间,易受各种病虫害侵扰,其中由莴苣盘梗霉(Bremia lactucae)导致的霜霉病最为严重,在生菜生长期均可发病。成株期的叶片发病影响生菜外观品质,严重时损失可达20-40%,所以从野莴苣中鉴定霜霉病抗病基因一直是生菜育种中的重要内容。为了挖掘生菜基因组中的抗病基因资源,对栽培生菜和野莴苣进行了比较基因组分析,发现位于第1、2、4号染色体的主要抗病基因簇有着更多的野莴苣基因渗入。本研究利用霜霉病小种抗性调查数据开展全基因组关联分析,发现栽培生菜的抗性位点通常位于单一抗病基因簇,而野莴苣的抗性基因座位则分布在不同染色体上,这表明利用野莴苣开展抗病育种有非常大的价值。