物种驯化起源研究参考

目录

群体遗传中的驯化起源和基因流（基因漂移）分析是顶刊杂志最关注的亮点之一，能部分解答这方面的问题，IF应该就不会低。

这里选取几篇近几年的相关研究，以借鉴用。

MP (2019) | 全球油菜种质资源全基因组测序揭示了其生态型差异的遗传基础

Whole-genome resequencing of a world-widecollection of rapeseed accessions reveals genetic basis of their ecotypedivergence

通过对世界范围内991份甘蓝型油菜种质资源（658个冬季类型、145个半冬季类型和188个春季类型）的重测序确定的油菜遗传多态性的全球模式。计算甘蓝型油菜的遗传多样性和连锁不平衡参数，得到了甘蓝型油菜的等位基因漂移路径图，显示了主要种群的分裂和混合，揭示了甘蓝型油菜的两个亚基因组的不对称进化。选择性扫描分析揭示了与调控植物生长和胁迫反应各方面的基因同源的基因的遗传变化。全基因组关联研究发现，不同油菜生态型组的开花位点T和开花位点C的启动子区域存在SNPs。

分析内容：系统发育与种群结构分析；PCA、LD分析；基因流分析；选择性清除分析；花期性状GWAS；花期相关SNPs进行RT-qPCR分析。

主要种群间的等位基因漂移路径：计算世界地图上显著的基因流数目之后，在冬型和春型油菜中发现了四个主要基因流。冬型油菜的基因流从法国到俄罗斯(weight=0.5)、法国到瑞典(weight0.3)、波兰到日本(weight0.3)和日本到中国(weight0.3)，而春型油菜的基因流从法国到俄罗斯（weight0.5)、法国到瑞典。经德国（weight=0.4），瑞典到加拿大（weight＝0.2），加拿大到中国（weight＝0.5）。没有显著的生态型漂移事件（inter-ecotype drift events）。

The Plant Journal (2021) | 中国李起源与驯化特征

Chromosome-scale genome assembly and population genomics provide insights into the adaptation, domestication, and flavonoid metabolism of Chinese plum

以‘中李6号’高质量基因组为参考，进行全基因组高深度重测序数据分析，共鉴定到3,380,659个高质量SNPs，将74份中国李核心种质聚类为南、北、东北及国外品种群，南方品种群较为原始，遗传多样性丰富，且与其他品种群间存在基因交流，从遗传学层面再次证实我国南方长江流域为中国李原始驯化中心。

Genome Biology (2018) | 梨的起源、分化与驯化历程

Diversification and independent domestication of Asian and European pears

为探明梨的起源、传播与驯化特征，项目组收集了来自26个国家的113份代表性梨种质资源，进行了重测序和群体遗传分析。研究结果揭示了梨起源于中国的西南部，经过亚欧大陆传播到中亚地区，最后到达亚洲西部和欧洲；发现了我国的新疆梨存在亚洲梨与西洋梨间的基因交流，遗传相似度分析进一步证明了新疆梨是来自栽培种间的杂交，该种间杂交种的形成与2000多年前丝绸之路的文化物资交流有关。

Currect Biology (2018) | 246份非洲水稻样本揭示了非洲水稻驯化的起源，并表明与亚洲稻驯化期间有趋同选择

The Rise and Fall of African Rice Cultivation Revealed by Analysis of 246 New Genomes

该研究揭示了非洲栽培稻驯化的摇篮在非洲马里北部。并且发现了非洲水稻驯化与野生稻种群的消耗有关，同时研究表明非洲稻和亚洲稻驯化期间出现了趋同选择。

Genome Biology (2021) | 苦荞起源传播驯化

Resequencing of global Tartary buckwheat accessions reveals multiple domestication events and key loci associated with agronomic traits

利用二代测序对510份苦荞核心种质资源进行了基因组测序，挖掘到109多万个SNP，全面系统地构建了苦荞基因组变异图谱。解析了苦荞种质资源的遗传多样性和群体结构，揭示了苦荞的起源和传播路径，挖掘出多个中国南、北两个群体间的独立驯化区间，明确了我国西南地区作为全世界苦荞多样性中心和栽培苦荞起源、驯化中心的独特地位。另外，该研究还利用GWAS定位到苦荞产量和黄酮生物合成相关的关键基因并进行了功能解析，为研究苦荞驯化和性状改良奠定了重要的理论基础。

Horticultuer Research (2022) | 甘蓝两大驯化家系及其起源地

Evidence for two domestication lineages supporting a middle-eastern origin for Brassica oleracea crops from diversified kale populations

利用912份全球分布的植物材料，代表了10种甘蓝变种，野生甘蓝，以及9种甘蓝的近缘野生种，进行简化基因组测序，共鉴定出14152个高质量的SNP标记。基于这些标记，系统进行了遗传多样性，群体结构，系谱树构建以及分化时间推算等相关的分析。结球甘蓝和花椰菜起源于从西欧传入中东地区的高度分化的羽衣甘蓝, 很可能是通过青铜器时代（约公元前3300-1000年）的锡矿贸易路线进行传输，之后被再次引入到欧洲。物种树和分化时间推算表明古多样化的羽衣甘蓝家系衍生出了LHL和AIL两大家系。

PBJ (2020) | 通过对493份枣树种质进行重测序，揭示了枣树的起源、驯化历史

Genomic analyses of diverse wild and cultivated accessions provide insights into the evolutionary history of jujube

分析了中国西部（WC）、东部（EC）、南部（SC）三个区域栽培种的核苷酸多样性（π）、连锁不平衡（LD）的衰退程度和与野生种群的群体分化系数（FST）。这些结果均表明中国西部（WC）是栽培枣树的起源中心。WC的栽培枣树主要来源于山西和陕西。因此，该研究认为山西-陕西是栽培枣树的主要驯化中心。由于栽培种类群I的种质主要来源于山西，栽培种类群II的种质主要来源于陕西。因此，该研究认为山西可能比陕西更早成为枣树的起源地。该研究进一步分析了枣树在中国的传播路线，显示枣树从主要的驯化中心（山西-陕西）传播到中国东部，再由东部传播到南部。

Genome Biolog (2021) | 蓖麻基因组研究揭示其栽培起源和驯化历史

Genomic insights into the origin, domestication and the genetic basis of agronomic traits of castor bean

通过对世界广泛收集的35个国家和地区的蓖麻种质（包括182个野生蓖麻和323个栽培蓖麻）进行基因组遗传变异分析发现，东非野生蓖麻居群遗传多样性比其它地区栽培或逸生蓖麻的遗传多样性高，且和栽培种蓖麻在遗传上发生明显的分化，然而栽培蓖麻群体没有表现出明显的地理结构。这些结果表明东非可能是蓖麻的起源地，保存了现存的野生种质，而栽培蓖麻是从少数野生群体驯化而来、随后在世界多个地区广泛引种栽培。通过对蓖麻群体的动态历史分析，该研究发现蓖麻群体在4400至6000年前发生了一次严重的瓶颈，导致了有效群体大小发生了急剧减少。但至此之后，有效群体大小发生了缓慢的增加，在200至400年前达到最大。

PBJ (2021) | 菱角的起源和驯化

Genome sequencing and transcriptome analyses provide insights into the origin and domestication of water caltrop (Trapa spp., Lythraceae)

研究团队基于来自珠江、长江、黄河以及黑龙江流域的菱属57个样品的重测序数据，利用系统发育分析证实所有栽培菱均来源于二倍体欧菱（AA），起源于长江流域。与考古证据及历史文献记载一致，溯祖模型模拟结果支持栽培菱角的驯化历史最早可追溯至新石器时期（约6,300年），并在南宋时期（约800年）得到进一步改良，产生诸如“乌菱”等特色品种。

Nature Genetics (2021) | 生菜驯化历程

Whole-genome resequencing of 445 Lactuca accessions reveals the domestication history of cultivated lettuce

生菜的起源及栽培驯化过程，因缺乏系统的研究证据至今尚未明晰。该研究团队通过系统进化分析发现，所有生菜样品在进化树上聚为一支，揭示了栽培生菜从野莴苣（L. serriola）中的单一起源。对主成分分析和群体结构解析，野莴苣分为六个具有不同群体特征的地理居群，且栽培生菜与高加索地区、两河流域的野莴苣居群具有最近的遗传距离，由此推断，栽培生菜可能起源于高加索地区、两河流域。

通过有效群体大小分析发现，栽培生菜和野莴苣在距今1万年均经历了种群收缩，可能由环境剧烈变化所致。而从公元前4000年左右，栽培生菜有效群体大小出现了更为剧烈的下降，标志着生菜正在经历人工驯化。在被人类驯化之后，生菜先传播到古埃及并逐渐驯化为如今的油用生菜，又在古罗马时代传到南欧地区，与当地的野莴苣杂交之后，开始作为叶用生菜种植食用。

Nature Genetics (2021) | 芥菜起源、驯化和多样性

Genomic insights into the origin, domestication and diversification of Brassica juncea

为了阐明芥菜的驯化和传播，构建了芥菜及其祖先的A和B亚基因组系统发育树，再次证实了芥菜6个遗传类群，表明了芥菜是单系起源。同时，组装了478个叶绿体和10个线粒体基因组，发现芥菜有3种胞质基因组类型。研究结果表明，芥菜胞质基因组源自母本祖先白菜，І型胞质经过序列插入/删除和碱基替换分别演化出Ⅱ型和Ⅲ型，再次证明了芥菜为单一起源。综合考古证据、野生材料分布和群体遗传多样性分析，表明芥菜起源于西亚（中东）。芥菜形成于8000-14000年前，在其自由西向东传播过程中，形成了三条独立传播路径，通过基因突变和渐渗杂交演化出6个遗传类群。

Nature Genetics (2019) | 现代小麦起源与驯化历史

Tracing the ancestry of modern bread wheats

该研究选择了近500种基因型的面包小麦进行外显子组测序，破译了现代小麦的可能起源以及自其驯化后选择的等位基因变体。该研究支持小麦进化的协调模型，并为未来的育种改良提供新的途径。

Exome sequencing highlights the role of wild-relative introgression in shaping the adaptive landscape of the wheat genome

该研究将890种不同的六倍体和四倍体小麦进行了重新测序，发现在具有主要农艺基因的区域中，野生小麦的基因渗入增加了现代小麦基因组的多样性，并且贡献等位基因，这也解释了大部分表型变异。 该研究表明，来自野生近缘种的历史基因流动对现代面包小麦的适应多样性做出了重大贡献。

Nature Genetics (2022) | 荔枝的起源驯化

Two divergent haplotypes from a highly heterozygous lychee genome suggest independent domestication events for early and late-maturing cultivars

过对72份荔枝进行重测序分析，研究者发现荔枝大致可分为3个群体，即云南极早熟品种（EEMC/YNW）、海南晚熟品种（LMC/HNW）、早熟栽培种（EMC），而3个群体又可细分为不同的亚类型。其中值得注意的是，大新野生和博白野生荔枝虽然都位于广西，但两者间却存在明显的遗传差异。综合选择性消除分析表明云南野生种群具有最低核酸多样性π值和Fst值，这说明该群体经历了强烈的驯化瓶颈；利用新方法，进行种群历史动态分析，研究者发现云南野生荔枝和海南野生荔枝在18000年前出现了分离，之后向不同方向进行迁移，最后又在广西相遇；在栽培品种中，极早熟品种与云南野生混在一起，晚熟品种与海南野生品种混在一起，而早熟栽培种为混合遗传背景。综合上述的选择性消除分析和种群历史动态分析结果，证实了栽培荔枝来源于两个独立的驯化事件，即极早熟来源于云南野生，晚熟来源于海南野生，而早熟品种来源于两者杂交。

Mol Plant (2021) | 栽培黑麦由杂草黑麦驯化而来

Population genomic analysis reveals domestication of cultivated rye from weedy rye

基于群体基因组数据，分析了黑麦种群遗传结构、动态历史模拟等，证实了栽培黑麦由杂草黑麦驯化而来。

Nature Genetics (2020) | 栽培苹果的起源、驯化和遗传基础

Phased diploid genome assemblies and pan-genomes provide insights into the genetic history of apple domestication

该研究利用三代测序技术组装了目前最高质量的栽培苹果及其两个野生祖先种的参考基因组，同时通过泛基因组研究解析了栽培苹果驯化历程的遗传基础。该研究得到的苹果驯化历程中的遗传信息为植物育种家对果树品质、风味和口感等多种性状的改良给予了理论支持，对果树抗逆、抗病等适应性方面的改良和研究同样提供了帮助>

Genome Biology (2022) | 栽培核桃的驯化起源

Population-genomic analyses reveal bottlenecks and asymmetric introgression from Persian into iron walnut during domestication

研究团队对87个分布在欧洲、伊朗、哈萨克斯坦、巴基斯坦和中国的核桃以及26个分布在中国西南地区的铁核桃进行了种群基因组分析。结果发现：核桃和铁核桃分成两个独立的组，在核桃内部进一步分成东、西两个组。东部组分包括来自我国的25个体，西部组分包括来自欧洲23个体和伊朗8个体。9个混合（admixed）个体（5个巴基斯坦样本、2个伊朗样本、1个哈萨克斯坦和1个新疆样本）具有更多的私有等位基因，并在系统发育树中处于东、西核桃支系的基部位置。这一结果支持了东、西部核桃最初在伊朗-安纳托利亚地区驯化的假说。利用软件GONE（根据位点之间连锁不平衡信息推断种群历史动态），研究团队发现，分布在欧洲到伊朗的西部核桃支系和中国北方的东部核桃支系在大约80个世代前（约4000-2400年前）种群大小急剧下降，随后在大约40个世代前出现了种群扩张；而铁核桃群体在大约20世代前（1000-600年）快速下降。本研究揭示了核桃和铁核桃的驯化起源历史，并发现两个物种在驯化过程中都经历了严重的瓶颈效应，表明至少在某些多年生作物的驯化中，种群瓶颈是非常可能发生的，这为探讨多年生植物的驯化提供了新思路。

posted @ 2022-07-23 22:51  生物信息与育种  阅读(270)  评论(0)  编辑  收藏  举报