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减肥神器:鹰嘴豆

2019-05-10 405被子植物鹰嘴豆全基因组重测序

马上要到露肉肉的夏天咯,年初定下的减肥计划是不是因为美食诱惑外加懒癌晚期处于无限期搁浅的状态?想减肥,鹰嘴豆了解一下。“豆中之王”鹰嘴豆因为其低碳水、高蛋白,被推崇为新一代减肥神器...其在众多健身icon追捧的同时,也是科学家们的重要研究对象...

2019年4月29日,由国际半干旱地区热带作物研究所和华大基因等单位合作完成的迄今最大规模鹰嘴豆群体重测序研究成果发表于《Nature Genetics 》。

鹰嘴豆,因其豆质坚硬,尖如鹰嘴,故得此名。它是全球第三大食用豆类,年产量仅次于大豆和豌豆,营养成分非常丰富,无论种类还是数量,都远超其他豆类。鹰嘴豆在7000多年前开始被人类采食并广泛种植,当前在非洲和亚洲热带半干旱地区成为人们的主要蛋白质来源。鹰嘴豆喜低温,全球气候变暖引发的越来越严重的干旱和高温天气势必导致其大幅减产。当前,应用基因组学技术方法挖掘鹰嘴豆种质资源遗传多样性、鉴定优势农艺性状相关基因对于加速育种进程十分必要且紧迫。

在该项目当中,研究团队基于全球45个国家的429个鹰嘴豆样本的群体全基因组重测序数据,通过群体结构、驯化和选择分析,取得了一系列与鹰嘴豆自然演化和农艺性状改良相关的重大科研突破。以下是部分研究成果展示:

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样本信息与群体研究策

该研究纳入的429个鹰嘴豆样本按数据来源分为以下3类:1.新测序样本300个——代表3000多个鹰嘴豆资源库78%的变异信息;2.1948-2012年发布的100个鹰嘴豆优良栽培种;3.鹰嘴豆基因组文章中的29个测序样本。所有样本按生物学地位划分为以下5类:地方种205个、优良栽培种163个、育种品系44个、未知生物学地位样本10个、野生种7个。按种子外形主要分为两种:Desi——粒小、种皮褶皱;Kabuli——粒大,种皮光滑。以上样本全基因组平均测序深度为10.22X,比对检测到4.97M的SNPs,用于前述分析。

该项目在鹰嘴豆群体重测序研究当中是迄今为止规模最大的,通过对大量样本测序数据进行分析和挖掘,研究团队清晰描绘了鹰嘴豆的起源与演化路径,鉴定了与鹰嘴豆耐旱、耐热、抗病等功能相关的基因,为培育高产、抗逆鹰嘴豆品种提供了充分的理论依据和宝贵的遗传资源。

延伸阅读

华大基因与国际半干旱地区热带作物研究所(ICRISAT)在过去10年中始终保持友好合作,在作物遗传与育种研究方面成果丰硕,以鹰嘴豆为例:

2013年1月27日,由ICRISAT、华大基因和美国加州大学戴维斯分校等机构合作的一项研究成果发表于《Nature Biotechnology 》。研究团队构建了鹰嘴豆大粒品系CDC Frontier的基因组草图,并将另外29个样本全基本组重测序、60个样本RAD测序数据纳入分析得到上百万遗传标记和农艺性状候选基因,为鹰嘴豆的基因组多样性研究提供了窗口,为遗传育种实践提供了理论和数据支持。

2016年12月16日,由ICRISAT和华大基因合作的一项研究成果发表于《Scientific Report 》。研究团队对1948年至2012年间14个国家发行的100个鹰嘴豆品种进行了重测序,通过群体数据的比较分析,对鹰嘴豆育种过程中重要基因的拷贝数变异及结构缺失进行了深入研究,深入揭示了与重要农艺性状相关的遗传信息。

本文转载自公众号“华大科技BGITech”(ID:bgitech2476267878)

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