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　　光明日報北京6月18日電 記者齊芳從中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所獲悉，該所田志喜等科研團(tuán)隊取得了大豆泛基因組的最新研究進(jìn)展，成果于北京時間17日23時在線發(fā)表于學(xué)術(shù)期刊《細(xì)胞》上。

　　該項成果不僅在大豆育種等方面有重要作用，更突破了傳統(tǒng)線性基因組的“存儲”形式，在植物中首次實現(xiàn)了基于圖形結(jié)構(gòu)基因組的構(gòu)建，將引領(lǐng)全新的下一代基因組學(xué)研究思路和方法，被審稿人稱為“基因組學(xué)的里程碑工作”。

大豆圖形結(jié)構(gòu)泛基因組分析。中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物研究所供圖

　　田志喜介紹，傳統(tǒng)的基因組學(xué)在描繪基因組的時候，習(xí)慣將不同堿基以線性的形式標(biāo)注于染色體上，且多基于一個參考基因組來獲取一個物種的基因信息。但是由于一個物種中不同個體間存在遺傳變異，線性基因組這種表達(dá)方式不能同時體現(xiàn)不同個體的遺傳變異情況，極大地限制了對不同個體遺傳變異的鑒定和分析。因此，構(gòu)建囊括一個物種所有遺傳信息的新型形式的泛基因組，已成為當(dāng)前基因組學(xué)研究的重要任務(wù)和前沿挑戰(zhàn)。

　　田志喜研究團(tuán)隊一直致力于大豆基因組的研究。他們在對大豆種質(zhì)資源的深度重測序和群體遺傳學(xué)分析中發(fā)現(xiàn)，不同大豆種質(zhì)資源之間存在較大的遺傳變異，單一或少數(shù)基因組不能代表大豆群體的所有遺傳變異。

　　為此，田志喜研究團(tuán)隊聯(lián)合該所梁承志和朱保葛研究團(tuán)隊、中科院分子植物科學(xué)卓越創(chuàng)新中心韓斌院士團(tuán)隊、上海師范大學(xué)黃學(xué)輝教授團(tuán)隊以及北京貝瑞和康生物技術(shù)有限公司相關(guān)人員，對來自世界大豆主產(chǎn)國的2898個大豆種質(zhì)材料進(jìn)行了深度重測序和群體結(jié)構(gòu)分析，精心挑選出26個最具代表性的大豆種質(zhì)材料，包括3個野生大豆、9個農(nóng)家種和14個現(xiàn)代栽培品種。

　　研究團(tuán)隊利用最新組裝策略，對26個大豆種質(zhì)材料進(jìn)行了高質(zhì)量的基因組從頭“組裝”和精確注釋，并在此基礎(chǔ)上，結(jié)合已經(jīng)發(fā)表的幾個大豆種質(zhì)材料的基因組，開展了系統(tǒng)的基因組比較，構(gòu)建了高質(zhì)量的基于圖形結(jié)構(gòu)泛基因組，挖掘到大量利用傳統(tǒng)基因組不能鑒定到的大片段結(jié)構(gòu)變異。

　　經(jīng)深入分析發(fā)現(xiàn)，結(jié)構(gòu)變異在重要農(nóng)藝性狀調(diào)控中發(fā)揮重要作用：HPS基因的結(jié)構(gòu)變異調(diào)控大豆種皮亮度變化；野生與栽培大豆CHS基因簇的結(jié)構(gòu)變異是導(dǎo)致種皮顏色由黑色向黃色馴化的主要原因；SoyZH13_14G179600基因結(jié)構(gòu)變異導(dǎo)致了其在不同種質(zhì)材料中基因表達(dá)的差異，可能與調(diào)控大豆缺鐵失綠癥有關(guān)。此外，研究還鑒定到15個結(jié)構(gòu)變異導(dǎo)致了不同基因間的融合，這為新基因的產(chǎn)生研究提供了重要線索。

　　有評論認(rèn)為，這一成果不僅具有重要的育種和生產(chǎn)價值，將為大豆研究提供了極為重要的資源和平臺，推進(jìn)大豆分子設(shè)計育種，同時還為過去已經(jīng)開展的大量重測序數(shù)據(jù)提供了一個全新的分析平臺，將使得這些數(shù)據(jù)獲得“第二次生命”。

　　《光明日報》（ 2020年06月19日 09版）