【动植物研究动态】20220327文献解读

目录

• Science |中农华农：杨小红&严建兵&李建生：系统解析了玉米和水稻趋同选择的遗传基础
• Hortic Res | 莲基因组变异解析其种群历史和生物学适应性
• New Phytologist |农科院作科所周美亮：利用基因组学推动杂粮作物科学研究及保障人类食物和营养安全的综述论文
• The Crop Journal | 中农王赞：构建首个沙打旺高密度遗传图谱并定位开花相关性状QTL
• PJ | 中南林科大**&华中农大金双侠：联合破译狭叶油茶基因组，为解析油茶自交不亲和、油脂合成等重要性状的形成与调控提供重要参考

Science |中农华农：杨小红&严建兵&李建生：系统解析了玉米和水稻趋同选择的遗传基础

Convergent selection of a WD40 protein that enhances grain yield in maize and rice

应该是今年的爆款文章了。

揭示了穗粒数基因玉米KRN2与水稻OsKRN2趋同进化从而增加玉米与水稻产量的机制，而且在全基因组层面阐明了趋同进化的规律。

分析思路：

• 图位克隆RIL定位玉米KRN2；

• 功能验证（蛋白互作，基因编辑敲除）；

• 寻找水稻同源基因OsKRN2；

• 水稻OsKRN2分子进化分析；

• OsKRN2的表达模式、蛋白互作与基因编辑敲除与过表达；

• 多年多点测产试验，提高大约10%的玉米产量和8%的水稻产量（群体测产，这个很强）；

• 507份玉米自交系和70份大刍草以及461份栽培稻和257份野生稻的测序结果进行全基因组水平的选择；

• 2个物种的受选择基因中共存在490对物种间的同源基因，67.8%的基因在共线性区间内；

• 举例除了KRN2、落粒性基因Sh1以及灌浆基因Sweet4以外, 还发现了KN1/OSH1和SBE1等已知基因；

• 490个趋同选择基因通路富集（淀粉和蔗糖代谢途径以及辅助因子合成途径，进一步分析淀粉合成代谢途径中的趋同选择基因和不同基因）。

曾经上过李老师和杨老师的课，该团队很强。

Hortic Res | 莲基因组变异解析其种群历史和生物学适应性

Genomic variation reveals demographic history and biological adaptation of the ancient relictual, lotus (Nelumbo Adans)

两个创新点和结果。

构造的太空莲3号的自发突变累积系，以高质量的太空莲3号基因组为参考基因组，对突变累积系的变异进行分析和验证，估算出莲的突变率为9.3×10⁻¹¹/代/碱基，自发突变在染色体上的分布不均匀。这是首例直接的关于植物干细胞自发突变的研究。

此外，基于野莲资源的重测序数据重建了野莲群体历史，探讨了野莲迁徙的历史路径及亚洲野莲的受选择分析。

New Phytologist |农科院作科所周美亮：利用基因组学推动杂粮作物科学研究及保障人类食物和营养安全的综述论文

Beyond a reference genome: pangenomes and population genomics of underutilised and orphan crops for future food and nutrition security

灌水文。

系统概述了群体基因组学和泛基因组学方法在推动未充分利用和孤儿作物（杂粮作物）科学研究及保障未来人类食物和营养安全方面的应用前景。

展望：在参考基因组的基础上，通过群体基因组学和泛基因组学挖掘与杂粮作物优异农艺和品质性状相关的候选基因，并通过分子标记辅助育种和杂交育种等手段有效地筛选和培育新的优异种质资源，为提高杂粮作物甚至主要粮食作物的抗逆水平和营养价值提供遗传基础。

The Crop Journal | 中农王赞：构建首个沙打旺高密度遗传图谱并定位开花相关性状QTL

Construction of a high-density genetic linkage map and identification of flowering-related QTL in erect milkvetch (Astragalus adsurgens)

利用早花匍匐型12-2为母本、晚花直立型33-15为父本构建了1个包含250个子代的F1群体。通过SLAF-seq技术构建了包含8个连锁群上的4821个标记，总图距为1395 cM，相邻标记之间的平均间隔为0.29 cM的高密度遗传连锁图谱。采用复合区间作图法在6个连锁群上共检测到64个开花相关性状QTL，可解释9.38%~19.10%的表型变异）。以近缘物种甘草基因组为参考，鉴定了5个小花数和48个花序长度的关键候选基因，这些候选基因参与泛素化/降解、花粉发育、细胞分裂、细胞分裂素生物合成过程以及植物开花进程。

遗传图谱和QTL定位能发到这个水平，也是厉害了。

PJ | 中南林科大**&华中农大金双侠：联合破译狭叶油茶基因组，为解析油茶自交不亲和、油脂合成等重要性状的形成与调控提供重要参考

Chromosome-level genome of Camellia lanceoleosa provides a valuable resource for understanding genome evolution and self-incompatibility

狭叶油茶（Camellia lanceoleosa）是油茶组唯一的二倍体野生种，和多倍体普通油茶亲缘关系最近。

利用三代Nanopore、二代Illumina和HIC技术，获得了狭叶油茶（2n=30）高质量染色体水平基因组。基因组大小约为3.00 Gb，杂合率高达2.2%，91.85%的序列被挂载到15条染色体上，共注释到54,172个基因。狭叶油茶重复序列占基因组的80.63%，其中转座子占比78.53%。比较基因组分析。

结合GC_MS以及转录组分析，发现油脂合成的关键基因ACC的扩张及DGAT、GPD、SAD在种子的偏向性表达是狭叶油茶高油脂和高油酸含量的重要原因。生物学问题难搞。

应该主要是金双侠老师做的吧，我猜，嘿嘿。