科學家解析高粱馴化改良過程中的基因組印記

近日，中國科學院植物研究所研究員景海春團隊依據種質資源馴化改良所處階段與育種用途兩個維度，對來自全球的445份高粱種質資源開展了群體基因組學分析，解析了高粱馴化改良過程中的基因組印記。相關研究成果發表于《分子植物》。

作物馴化和遺傳改良在人類從游牧狩獵到定居的生活方式過渡過程中起著關鍵作用。高粱是世界第五大谷類作物，具有多種用途，如食物，飼料，釀酒，制糖和生產生物燃料等。面對可持續發展的需求和應對氣候環境的挑戰，揭示高粱馴化和改良過程的基因組選擇，探索種間雜交以及平行/趨同進化的遺傳機制變得至關重要。

研究人員通過分析發現，不同亞群的血緣關系相對獨立，但也存在很明顯的混雜情況，各亞群之間存在廣泛的基因流，表明高粱具有頻繁的種內和種間雜交。此外，多個亞群之間存在大片段的相似染色體連鎖區塊，同樣可以作為各群頻繁基因流動的佐證。

研究人員又通過正選擇掃描分析挖掘出14.68%（~107.5 Mb）的高粱基因組在進化過程中受到選擇，還總結出馴化基因從野生到地方小種再到改良高粱過程中的8個不同的單倍型變化模型。

此外，研究人員還證明了在籽粒高粱改良過程中對高粱莖稈含汁性關鍵調控轉錄因子Dry基因的無意識選擇。該研究為揭示高粱馴化歷程和高粱遺傳改良提供了分子基礎。

中科院植物研究所工程師吳小園和在讀博士研究生劉遠銘為該論文第一作者，中科院植物研究所研究員景海春和副研究員郝懷慶為通訊作者。該研究得到了科技部重點研發、中科院先導專項等項目的資助。

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