Page 99 - 《广西植物》2021年第10期

ϟԡ 期 向 坤 莉 等 ᧥ 泛基因组研究在遗传多样性和功能基因组学中的应用 ϟ ᤃ Ꭾ ँ
基因组研究能够通过全面整合相关基因的遗传信 于彻底澄清其内在关联和相应的机理ᤥ
息ᖔ揭示基因重组ܦ融合等事件导致基因功能的获
得ܦ丢失ᖔ以及发掘新基因ᤥ 例如ᖔ大豆缺铁萎黄病 ࿗জ 泛基因组学研究在种群遗传多
有关的候选基因被定位于 ϟ࿗ 号染色体上ᖔ通过泛基
因组研究发现该候选基因有两种单倍型᧥品种ᥥ中 样性和系统进化研究中的应用
黄 ϟሕɼ所属的单倍型主要分布在低纬度地区ଫ品种
ᥥ威廉 ऐ԰ɼ所属的单倍型主要分布在高纬度地区ᖔ能 对泛基因组学的研究ᖔ不仅可以全面地从基因
够在高 ᡱ̀ 值ܦ铁为不易吸收的难溶氧化物等环境 组水平分析物种内遗传多样性ᖔ探究个体间的系统
中生存ᖔ这种单倍型启动子区有 ϟ঎࿗ Ҵᤦ 的 ᧧Ⴟʛᔀ᤟ 和 发生关系和表型差异的遗传基础ᖔ而且可以从物
外显子区有 ጢ 个变异位点ྉᓂᔽࣼ ᔀᡷ ᑕ᤟঎ᖔ ԰ԡ԰ԡɯᤥ 在油 种ܦ亚种水平分析基因组的序列变异和系统进化特

菜中 通 过 全 ۪ዶ჆᥋᥈ۼዶ୩ ྉ ੫ᔀႿᆍቝᔀ औᔽʛᔀ ᑕ༁༁ᆍዹᔽᑕᡷᔽᆍႿ 征ᖔ为研究物种的起源及演化等重要生物学问题提
༁ᡷࣼʛᢃɯ 分析发现 ሕ 个开花抑制因子 ଧႥᐹዛϟԡॹÞᒦࣷܦ 供依据ᤥ 例如ᖔ通过水稻泛基因组对 ᤃ 个水稻群体
ଧႥᐹዛԡ԰ॹÞᒦࣷ 和 ଧႥᐹࣷԡ԰ॹÞᒦࣷ 的 ۪ዶ჆༁ 与油菜的开花 中与驯化有关的 Ꭾ 个基因位点开展进化分析ᖔ发现
时间和生态型分化密切相关ᖔ其中᧥冬油菜品种的 ዶࣼ༁ 群体ྉ᧧Ⴟʛᔽዹᑕ 的一个亚类群ɯ并未全部聚在栽培
ଧႥᐹዛϟԡॹÞᒦࣷ 启动子区都含有 ᥘ᧧ఋጶ ྉ ቝᔽႿᔽᑕᡷࣼʢᔀ 稻进化分支上ᖔ从而提出 ዶࣼ༁ 水稻群体处于不完全
ᔽႿ׹ᔀʢᡷᔀʛ ʢᔀᡱᔀᑕᡷ ᡷʢᑕႿ༁ᡱᆍ༁ᑕᤦ᤟ᔀ ᔀ᤟ᔀቝᔀႿᡷɯ 插入ଫऐጢᠮ春油 驯化选择状态ྉԻၤᑕᆍ ᔀᡷ ᑕ᤟঎ᖔ ԰ԡϟऐɯᤥ 利用小麦泛基
菜品种的 ଧႥᐹዛϟԡॹÞᒦࣷ 第一个外显子中含有 ᓂ᧧શጶ 因组对 ϟँ 个小麦个体基因的 ۪ዶ჆༁ 进行了发掘并
ྉ᤟ᆍႿ੫ ᔽႿᡷᔀʢ༁ᡱᔀʢ༁ᔀʛ Ⴟࣼዹ᤟ᔀᑕʢ ᔀ᤟ᔀቝᔀႿᡷ༁ɯ 插入ଫऐϟᠮ 半冬 构建了系统进化树ᖔ发现小麦品种ጸ中国春ᆥ位于进
性油菜品种的 ଧႥᐹዛϟԡॹÞᒦࣷ 启动子区含有 ၤዶఋ 插 化树的基部ᖔ为小麦不同类型种质的系统进化关系
入ᤥ 表明 ଧႥᐹዛϟԡॹÞᒦࣷ 决定了油菜生态类型ᖔ是控 和研究利用提供了理论依据 ྉ ᥘᆍႿᡷᔀႿᔀ੫ʢᆍ ᔀᡷ ᑕ᤟঎ᖔ
制油菜开花的关键基因ྉ୩ᆍႿ੫ ᔀᡷ ᑕ᤟঎ᖔ ԰ԡ԰ԡɯᤥ ԰ԡϟᎮɯᤥ 对 ሕ԰ 只乌鸦群体的泛基因组研究ᖔ将鸦属
生物的表型往往是来自多个基因网络调控的 ྉࣷᅳʗצࣩ໧ɯ分为 ȮᑕዹҴʛᑕऔ 和 ऊʢᆍऔ 两大支系ᖔ并在此基
结果ᖔ其中很多基因可能又同时对多个不同的表 础上探讨了不同进化分支上乌鸦的基因组结构变
型性状具有影响ᖔ因此对某个表型的有利基因亦 异和功能性状ᖔ尤其是发现乌鸦羽毛图案差异大ᖔ
有可能对另一个表型具有不利影响ᤥ 例如ᖔ现代 但遗传差异不大ᖔ主要受 ટᦵۗ 基因上游 ԰ԡ Ҵᤦ 处一
番茄中的产量相关性状调控机制复杂ᖔ对 ϟԡԡ 个 个大小为 ԰঎԰ጢ Ҵᤦ 的 ᓂఋ኏ ྉ᤟ᆍႿ੫ ᡷᔀʢቝᔽႿᑕ᤟ ʢᔀᡱᔀᑕᡷ༁ɯ逆
番茄基因组的泛结构变异ྉᡱᑕႿ᥋୩჆ɯ 的研究发现ᖔ 转座子插入调控 ྉۼᔀᔽ༁༁ᔀႿ༁ᡷᔀᔽႿᔀʢ ᔀᡷ ᑕ᤟঎ᖔ ԰ԡ԰ԡɯᤥ
由四个结构变异导致形成了三个 ᥘዶ᧕୩᥋ାᆍ଴ 基因ᖔ 泛基因组研究还可运用于对不同生态地理类
௴ጛ
共同影响番茄的经济性状ᤥ 其中 ᢝ԰ 基因型具有 型中差异较大的种质资源进行基因组测序ᖔ挖掘物
ँ
便于收获的无关节花梗表型ᖔ而 ᓣᢝ԰ 基因型具有防 种中新的基因ᖔ为候选基因的补充ܦ物种多样性及
止撞伤的大花萼表 型ᖔ 但两个基因型同时存在 适应性进化ܦ起源经历和外来物种入侵性等问题的
௴ጛ ँ
ྉᢝ԰ ᓣᢝ԰ ɯ 则会出现花序分枝过多而导致低育性 研究提供重要信息ᤥ 例如ᖔ大豆群体的生物地理分
的现象ଫ໧ᤇϟྉ༁ࣼᡱᡱʢᔀ༁༁ᆍʢ ᆍ஦ ᤦʢᑕႿዹၤᔽႿ੫ ϟɯ 基因型能有 析发现现代栽培大豆起源于中国的华北地区ྉᓂᔽࣼ ᔀᡷ
效克服双隐性基因型的负面作用ᖔ实现增产ଫ另 ᑕ᤟঎ᖔ ԰ԡ԰ԡɯᖔ而水稻群体的相关研究发现现代栽培稻

外ᖔ໧ᤇϟ 基因型的表达可能受 ϟ 号染色体上 ୒௴᤹ሕ 起源地应该包括中国华南地区ྉ̀ࣼᑕႿ੫ ᔀᡷ ᑕ᤟঎ᖔ ԰ԡϟ԰ɯᤥ
基因的串联重复序列影响ᖔ且串联重复的拷贝数 此外ᖔ由于一些作物的基因库中包括多个物种ᖔ特
具有剂量效应 ྉ ዶ᤟ᆍႿ੫ᔀ ᔀᡷ ᑕ᤟঎ᖔ ԰ԡ԰ԡɯᤥ 因此ᖔ通过 别是具有不同遗传结构的野生近缘物种ᖔ需要构建
在更广泛的群体中研究基因功能变异对表型的影 含该作物所有品种及其近缘种的遗传图谱以进行
响ᖔ将有助于更加准确地对功能基因ͱ表型的关联 更广泛的研究ᖔ因此也有学者提出了超ͱ泛基因组
做出全面详细地评估ᖔ从而更好地指导分子育种 ྉ༁ࣼᡱᔀʢ᥋ᡱᑕႿ᥋੫ᔀႿᆍቝᔀɯ的概念ᖔ以探讨更大范围种质群
工作来培育出抗病性更强ܦ产量更高ܦ保质期更 体的遗传基础及其多样性ྉ᣽ၤᑕႿ ᔀᡷ ᑕ᤟঎ᖔ ԰ԡ԰ԡɯᤥ
长ܦ风味更好的作物品种ᖔ同时又不牺牲其他所期
望的表型性状ᤥ 作物泛基因组学研究已经发现了 ጢজ 泛基因组学研究的发展前景
大量农艺表型与特定基因的存在ܦ缺失和变异之
间的多样化的相关性ྉఋᑕᆍ ᔀᡷ ᑕ᤟঎ᖔ ԰ԡϟँɯᖔ通过在泛 真核生物的全部基因组信息包括核基因组ܦ
基因组完整遗传图谱的基础上进行研究ᖔ将有利 线粒体基因组和质体基因组ᤥ 目前的泛基因组学