我國科學(xué)家基因組重測(cè)序 重建芥菜起源和馴化歷史

芥菜是我國重要的經(jīng)濟(jì)作物之一，是常見的油料、蔬菜和調(diào)味品。盡管常見，芥菜起源至今仍是未解之謎。9月7日，記者從湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)獲悉，該校劉忠松教授團(tuán)隊(duì)聯(lián)合中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院油料作物研究所華瑋研究員團(tuán)隊(duì)完成的一項(xiàng)研究成果，有效回答了芥菜起源和馴化方面長期存在的科學(xué)問題，揭示了芥菜多樣性變異遺傳基礎(chǔ)，為芥菜種質(zhì)資源利用和基因組選擇育種奠定了良好的基礎(chǔ)。相關(guān)成果在線發(fā)表于國際著名期刊《自然—遺傳學(xué)》。

團(tuán)隊(duì)通過對(duì)我國特有的芥菜型黃籽地方品種“四川黃籽”開展全基因組測(cè)序，構(gòu)建了我國第一個(gè)黃籽油菜高質(zhì)量基因組。同時(shí)，為闡明芥菜遺傳變異，團(tuán)隊(duì)對(duì)全球38個(gè)國家和地區(qū)的480份芥菜種質(zhì)進(jìn)行了基因組重測(cè)序，通過系統(tǒng)進(jìn)化、群體結(jié)構(gòu)和主成分分析，將芥菜分為三大類和六個(gè)遺傳類群，并通過綜合核基因組和胞質(zhì)基因組系統(tǒng)進(jìn)化分析、考古發(fā)掘和歷史文獻(xiàn)以及種群動(dòng)態(tài)分析，重建了芥菜的起源和馴化歷史。

根據(jù)研究結(jié)果，芥菜于8000—14000年前在西亞(中東)地區(qū)起源，由西向東沿三條獨(dú)立路徑傳播，通過基因突變和漸滲雜交演化出六個(gè)不同的類群。

六大類群演變具體為，約2500—5120年前，根芥從野生芥菜中演化出，在蒙古和中國東北被馴化。野生芥菜馴化出的第三群籽芥，從阿富汗北部沿草原路線向東傳播，經(jīng)河西走廊傳入西藏。傳播過程中，因基因突變和人工選擇，演化出了第二群黃籽芥菜。同時(shí)，籽芥從阿富汗南部傳播到印度次大陸，被馴化為第六群印度芥菜。印度芥菜向東擴(kuò)散，形成大葉芥菜，向東傳入中國西南地區(qū)，演化出不同類型的第五群葉用芥菜，并于十八世紀(jì)在四川盆地由葉用芥菜馴化出莖用芥菜。第四群油用芥菜由第二群與第五群雜交、馴化而來，繼承了黃色種子顏色和早熟特性。

除了溯源，高質(zhì)量黃籽芥菜參考基因組和重測(cè)序鑒定的不同類型芥菜的基因組變異，也為芥菜基因組學(xué)研究建立了平臺(tái)，為尋找新的基因提供了線索。研究中鑒定出的新基因、單倍型，有望為不同用途芥菜的基因組選擇育種提供基因資源和科學(xué)依據(jù)，有助提高育種效率、加速芥菜育種進(jìn)程。(記者俞慧友通訊員庹煉康雷)