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优良玉米自交系RP125的高质量基因组组装和突变体库创制助力玉米功能基因组研究和作物改良

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发布者:管理员发布时间:2021-07-16作者:吴庆钰来源:土壤植物互作团队点击量:

  近日,中国农业科学院农业资源与农业区划研究所土壤植物互作创新团队与山东农业大学、山东大学等单位合作,组装了我国玉米骨干自交系RP125的高质量参考基因组,并在该背景下创制了一个EMS突变体库,为玉米基因功能研究和遗传改良提供了重要理论基础和宝贵种质资源。相关研究结果发表在植物学领域著名国际期刊《植物杂志(The Plant Journal)》上。

  据吴庆钰研究员介绍,玉米具有丰富的遗传多样性,准确的基因组和注释信息是作物改良和全基因组精准鉴定的基础。自2009年B73参考基因组发布以来,北美、南美和欧洲的其他几个重要自交系如Mo17、W22、PH207、SK、K0326Y、B104等已经测序并重新组装,而国内只有少数自交系具有基因组重测序信息,很多在中国广泛使用的优良育种系还没有高质量的基因组信息。

  在这项研究中,研究团队结合Nanopore测序和Hi-C组装对玉米自交系RP125的参考基因组进行了从头组装、功能注释和序列比对,建立了我国玉米自交系的高质量参考基因组。此外,该研究还在RP125背景下创制了EMS突变体库,为玉米生物学基础研究和育种实践提供了宝贵种质资源。借助RP125基因组信息,该团队成功地从EMS突变体库中克隆了多个突变体,并对其中一个调控籽粒灌浆的新基因 QK1 进行了功能解析,揭示了铁元素和ROS积累对籽粒发育和灌浆调控的新机制。该研究对挖掘新的功能基因、丰富玉米的遗传多样性及推动育种进程具有重要的意义。

  本研究得到了国家转基因重大项目、国家自然科学基金、山东省泰山学者计划、山东省自然科学基金和中国农业科学院创新工程的资助。

  

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