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Nat Com:农科院油料所完成芝麻大规模全基因组关联分析

摘要 : 2015年10月19日,Nature出版集团旗下子刊《Nature Communications》期刊上在线发表了中国农科院油料所张秀荣研究员领衔的芝麻与特色油料遗传育种创新团队与中国科学院国家基因研究中心等单位合作,在国际上率先完成了芝麻高密度单倍型图谱构建和主要农艺性状大规模的全基因组关联分析,发掘了一批关联位点和候选基因。

 2015年10月19日,Nature出版集团旗下子刊《Nature Communications》期刊上在线发表了中国农科院油料所张秀荣研究员领衔的芝麻与特色油料遗传育种创新团队与中国科学院国家基因研究中心等单位合作,在国际上率先完成了芝麻高密度单倍型图谱构建和主要农艺性状大规模的全基因组关联分析,发掘了一批关联位点和候选基因。该研究为芝麻的遗传改良和主要农艺性状的遗传解析奠定了基础,也为油菜、大豆等主要油料作物的相关研究和分子育种提供了基础数据和参考借鉴。魏鑫为论文第一作者,张秀荣研究员为论文通讯作者。

芝麻是重要的油料作物,含油量高,富含不饱和脂肪酸、芝麻素等人体有益物质。芝麻为二倍体,基因组较小,是油脂相关性状研究的理想作物。 据介绍,该团队在前期完成芝麻基因组测序的基础上,筛选来自世界29个 国家的芝麻资源705份进行了全基因组测序,发掘500多万个SNP,构建了高密度芝麻单倍型图谱。对世界芝麻资源的遗传多样性和群体结构进行分析发现芝麻资源分化为南方和北方两个生态类型。对油脂和产量相关的56个重要农艺性状进行了全基因关联分析,获得关联位点549个,候选基因46个。

对芝麻含油量的遗传分析表明,芝麻含油量不仅受油脂代谢酶类调控,还受到其他基因调控,如种皮颜色控制基因SiPPO和木质素合成基因SiNST1影响,这一发现为油料作物含油量的遗传改良提供了新的思路。通过对芝麻种子脂肪酸成分的关联分析,发现了KASI、DGAT、FATA、FATB、SAD等脂肪酸代谢关键基因,初步解析了芝麻油脂代谢调控网络。研究还发现芝麻一系列产量相关基因,这些基因的优异等位基因的积累是芝麻育成品种产量较地方种高的重要因素。

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潜在候选致病基因和变异芝麻油菜籽的含油量

原文链接:

Genetic discovery for oil production and quality in sesame

原文摘要:

Oilseed crops are used to produce vegetable oil. Sesame (Sesamum indicum), an oilseed crop grown worldwide, has high oil content and a small diploid genome, but the genetic basis of oil production and quality is unclear. Here we sequence 705 diverse sesame varieties to construct a haplotype map of the sesame genome and de novo assemble two representative varieties to identify sequence variations. We investigate 56 agronomic traits in four environments and identify 549 associated loci. Examination of the major loci identifies 46 candidate causative genes, including genes related to oil content, fatty acid biosynthesis and yield. Several of the candidate genes for oil content encode enzymes involved in oil metabolism. Two major genes associated with lignification and black pigmentation in the seed coat are also associated with large variation in oil content. These findings may inform breeding and improvement strategies for a broad range of oilseed crops.

来源: Nature Communications 浏览次数:0

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