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首個(gè)四倍體馬鈴薯泛基因組圖譜繪制

2025-05-14 科技日?qǐng)?bào)

      記者5月12日獲悉,西安交通大學(xué)聯(lián)合國(guó)際科研團(tuán)隊(duì)攻克關(guān)鍵技術(shù),,成功構(gòu)建了全球首個(gè)單倍型精度的四倍體馬鈴薯泛基因組,,解碼了馬鈴薯種群85%的遺傳變異,為提升育種效率,、保障全球糧食安全提供了全新的解決方案,。相關(guān)成果日前發(fā)表于國(guó)際期刊《自然》。

  馬鈴薯是全球重要的主糧作物之一,,也是我國(guó)年產(chǎn)量近億噸的重要糧食支柱,。然而,馬鈴薯作為同源四倍體作物,,其每條染色體都存在四個(gè)高度相似的拷貝,,這使得其基因組分型重建一直是世界性難題,,其復(fù)雜的四倍體基因組結(jié)構(gòu)也長(zhǎng)期制約著優(yōu)良品種的選育,。

  此前,科學(xué)家們主要依賴遺傳圖譜進(jìn)行基因組分型,,但這種方法不僅成本高,,而且效率低,難以滿足解析種群水平遺傳多樣性的需求,。為此,,西安交通大學(xué)智能網(wǎng)絡(luò)與網(wǎng)絡(luò)安全教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、電信學(xué)部自動(dòng)化學(xué)院聯(lián)合德國(guó)馬普植物育種研究所,、慕尼黑大學(xué)等團(tuán)隊(duì),,開發(fā)了創(chuàng)新性基因組分型方法——tetraDecoder。該方法僅需三代測(cè)序和染色體構(gòu)象捕獲技術(shù),,即可實(shí)現(xiàn)98%精度的分型重建,,突破了原有技術(shù)瓶頸,。

  研究團(tuán)隊(duì)篩選了10個(gè)具有百年歷史的歐洲育種核心品種,對(duì)它們進(jìn)行了深入研究,,并首次繪制了單倍型精度的四倍體馬鈴薯泛基因組圖譜,。“盡管馬鈴薯基因組的雜合度極高,,但單倍型多樣性有限,,我們推測(cè)這可能與馴化傳播中的遺傳瓶頸相關(guān)?!蔽靼步煌ù髮W(xué)電信學(xué)部自動(dòng)化學(xué)院教授孫賀全表示,,這一特征提示,在未來的育種工作中,,不僅要注重提升馬鈴薯的產(chǎn)量和品質(zhì),,還需要通過引入外源基因或運(yùn)用基因編輯技術(shù)來拓展馬鈴薯單倍型多樣性,從而增強(qiáng)其抗病,、抗逆能力,。

  基于這一研究成果,研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步提出了一種低成本分型新策略,。這一新策略為大規(guī)模解析馬鈴薯遺傳信息,、加速分子設(shè)計(jì)育種提供了一條經(jīng)濟(jì)高效的技術(shù)路徑。

  這項(xiàng)研究不僅填補(bǔ)了四倍體作物基因組理論空白,,更為智慧育種提供了關(guān)鍵組學(xué)資源,。業(yè)內(nèi)專家評(píng)價(jià),該成果將推動(dòng)馬鈴薯育種從“經(jīng)驗(yàn)篩選”邁向“精準(zhǔn)設(shè)計(jì)”,,為應(yīng)對(duì)氣候變化,、保障糧食安全注入科技動(dòng)能。 (記者王禹涵)

責(zé)任編輯:張鈺

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