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中新社成都3月3日電 (記者賀劭清)記者3日從四川農(nóng)業(yè)大學(xué)獲悉，該校草業(yè)科技學(xué)院黃琳凱教授團(tuán)隊構(gòu)建了全球首個牧草領(lǐng)域圖形泛基因組——美洲狼尾草圖形泛基因組，并揭示了狼尾草耐熱的分子機制。

這一研究成果于北京時間3日以《Pangenomics identifies structural variation associated with heat tolerance in pearl millet》為題在國際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《自然遺傳學(xué)》(Nature Genetics)在線發(fā)表。

美洲狼尾草又名珍珠粟，全球種植面積約達(dá)3100萬公頃。在中國，美洲狼尾草是重要的飼草、飼料。在非洲等熱帶干旱地區(qū)，美洲狼尾草是重要的雜糧作物。

2019年，黃琳凱教授團(tuán)隊首次公布了鴨茅的高質(zhì)量參考基因組，是中國公布的首個牧草參考基因組。隨著研究的深入以及技術(shù)的進(jìn)步，構(gòu)建高質(zhì)量的圖形泛基因組成為黃琳凱教授團(tuán)隊的重要目標(biāo)。

通過聯(lián)合國內(nèi)外多家單位，本次研究從全球8個地區(qū)收集的394份美洲狼尾草核心種質(zhì)中選取10份代表性材料，進(jìn)行基因組從頭組裝，獲得了高質(zhì)量的基因組組裝序列，結(jié)合一個已發(fā)表的基因組構(gòu)建了首個美洲狼尾草圖形泛基因組。

當(dāng)前，全球氣候變暖嚴(yán)重威脅世界糧食安全。解析植物的耐熱機制，從而改良植物耐熱性，培育耐高溫的農(nóng)作物是目前重要的育種目標(biāo)之一。

起源于非洲的美洲狼尾草，能夠適應(yīng)極端高溫的氣候，是研究植物耐熱機制的優(yōu)良材料。本次研究通過對水稻、玉米、高粱等多個物種進(jìn)行比較基因組學(xué)分析，發(fā)現(xiàn)美洲狼尾草中擴(kuò)張的RWP-RK轉(zhuǎn)錄因子家族和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)相關(guān)基因協(xié)同參與耐熱性調(diào)控，挖掘并驗證到關(guān)鍵結(jié)構(gòu)變異和調(diào)控候選基因3個，其中基因PMF0G00024.1(RWP-RK)在水稻中過表達(dá)也顯著提高了耐熱性，將為分子育種提供重要靶點。(完)