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基因组所解析马铃薯自交衰退遗传机制

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  1月14日,澳门百利宫深圳农业基因组研究所黄三文团队解析了马铃薯自交衰退遗传机制。该研究为二倍体马铃薯分子设计育种提供了理论基础,将有望破除马铃薯育种的结构性障碍,从根本上推进马铃薯主粮化进程,为保障我国粮食安全贡献力量。相关研究成果在线发布在《自然?遗传(Nature Genetics)》上,这是“优薯计划”实施以来取得的又一重大理论突破。

  该研究通过对151份二倍体马铃薯进行重测序,鉴定了全基因组范围内共344,831个有害突变。这些有害突变在近着丝粒区域富集,很难通过遗传重组将它们全部清除。进一步分析表明,任意两份二倍体材料之间相同的有害突变仅为11%,说明马铃薯中的有害突变具有品系特异性,可以通过精心设计的杂交组合使这些有害突变保持在杂合状态,获得具有杂种优势的F1杂交种。

  为了鉴定这些有害突变的遗传效应,团队构建了3个自交群体,并开发了一套不依赖于亲本的基因分型方法。基于该方法,在三个群体中鉴定了15个极端偏分离的区域,结合表型分析,鉴定了5个纯合致死位点以及4个影响长势的位点。继续对其中的一个致死突变ar1进行了图位克隆和功能验证,发现它具有控制胚发育的功能。同时,发现有害突变主要位于重组率比较高的区域,说明可以通过遗传重组将它们有效清除。(通讯员 赵华)

  原文链接:https://www.nature.com/articles/s41588-018-0319-1

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