中国农业科学院Nature Genetics发表测序新成果

来自中国农业科学院、荷兰瓦赫宁根大学和研究中心、南京农业大学等机构的研究人员证实，在大白菜（Brassica rapa）和甘蓝（Brassica oleracea）中亚基因组平行选择与形态多样化和作物驯化有关联。这一研究发现发布在8月15日的《自然遗传学》（Nature Genetics）杂志上。

　　

生物通报道  来自中国农业科学院、荷兰瓦赫宁根大学和研究中心、南京农业大学等机构的研究人员证实，在芜菁（Brassica rapa）和甘蓝（Brassica oleracea）中亚基因组平行选择与形态多样化和作物驯化有关联。这一研究发现发布在8月15日的《自然遗传学》（Nature Genetics）杂志上。

中国农业科学院的王晓武(Xiaowu Wang)研究员、武剑(Jian Wu)副研究员及荷兰瓦格宁根大学Guusje Bonnema博士是这篇论文的共同通讯作者。王晓武研究员现主要从事芸薹属和瓜类作物基因组学、芸薹属作物代谢组学研究、雄性不育功能基因组学、基于高通量测序的分子标记开发与分子育种等研究。武剑副研究员则主要从事十字花科植物矿质营养含量的基因克隆和遗传分析，芸薹属作物基因组学研究，芸薹属作物代谢组学研究，基于高通量测序的分子标记开发与分子育种等研究。

2014年，中国农科院蔬菜花卉研究所王晓武团队和美国科学院院士迈克•菲林领导的团队合作，对植物基因组多倍化进化过程中基因分化和多基因组分化机理进行了研究。相关成果日前在线发表于PNAS杂志上（科学家破解植物多倍化进化之谜）。

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芸苔属（Brassica species）是十字花科中重要的一个属，包含卷心菜、芜菁和油菜等许多具有较高营养价值和经济价值的作物，显示出极大的表型变异。进化上,除了十字花科共同经历的γ、β和α古老的基因组多倍化事件外, 芸苔属植物基因组均经历了全基因组三倍化复制（whole-genome triplication ,WGT)事件，但目前对于其对表型多样化造成的影响仍不是很清楚。

在这篇文章中，研究人员对代表了不同形态的199个芜菁及119个甘蓝品种进行了重测序，鉴别出了古六倍化亚基因组水平上的一些选择信号。针对显示典型叶球（leaf-heading）性状的卷心菜形态，他们在芜菁内鉴别出了亚基因组间显示平行选择迹象的4个亚基因组位点，在甘蓝中鉴别出了4个这样的位点。14个亚基因组位点经过了选择，并被这两个物种所共享。他们还发现了强力的亚基因组平行选择与块茎形态类型：芜菁和甘蓝的驯化有关联。

这些结果证实，两种芸苔属植物基因组的古六倍化通过趋同亚基因组平行选择旁系同源基因促成了它们多样化形成叶球和块茎形态。

（生物通：何嫱）

生物通推荐原文摘要：

Subgenome parallel selection is associated with morphotype diversification and convergent crop domestication in Brassica rapa and Brassica oleracea

Brassica species, including crops such as cabbage, turnip and oilseed, display enormous phenotypic variation. Brassica genomes have all undergone a whole-genome triplication (WGT) event with unknown effects on phenotype diversification. We resequenced 199 Brassica rapa and 119 Brassica oleracea accessions representing various morphotypes and identified signals of selection at the mesohexaploid subgenome level. For cabbage morphotypes with their typical leaf-heading trait, we identified four subgenome loci that show signs of parallel selection among subgenomes within B. rapa, as well as four such loci within B. oleracea. Fifteen subgenome loci are under selection and are shared by these two species. We also detected strong subgenome parallel selection linked to the domestication of the tuberous morphotypes, turnip (B. rapa) and kohlrabi (B. oleracea). Overall, we demonstrated that the mesohexaploidization of the two Brassica genomes contributed to their diversification into heading and tuber-forming morphotypes through convergent subgenome parallel selection of paralogous genes.

作者简介：

王晓武

1966年11月出生，男，博士、研究员、博士生导师。《Scientia Horticulturae》杂志编委。现主要从事芸薹属和瓜类作物基因组学、芸薹属作物代谢组学研究、雄性不育功能基因组学、基于高通量测序的分子标记开发与分子育种等研究。设计并建立了利用甘蓝显性雄性不育基因进行杂交制种的技术体系。建立了多种新型分子标记方法；通过甘蓝显性雄性不育基因表达谱研究发现大量花药特异表达基因，克隆了BoPMEI基因，并完成了该雄性不育基因的染色体定位和分子标记辅助选择技术研究。获发明专利2项。目前主持的研究项目主要有“黄瓜全基因组测序”、“白菜类作物和马铃薯有益人体健康的微量营养品质性状的基因组学研究”和“863”项目“优质多抗蔬菜与果树分子育种”，参加“973”项目“油菜籽油脂形成的分子生物学机制及其代谢调控”和“作物特殊营养成分的代谢及其调控研究”。发表学术论文50余篇，其中SCI论文12篇。

武剑　

博士，副研究员。2006年6月毕业于中国农科院研究生院，获得博士学位；2007年毕业于荷兰Wageningen大学，获得博士学位。主要从事十字花科植物矿质营养含量的基因克隆和遗传分析，芸薹属作物基因组学研究，芸薹属作物代谢组学研究，基于高通量测序的分子标记开发与分子育种等研究。克隆了6个参与锌超富集植物Thlaspi caerulescens金属积累的金属转运蛋白基因；调查了白菜类作物锌、铁、锰含量和锌胁迫耐性的自然变异；利用大白菜DH群体构建了遗传图谱，定位了白菜矿质元素含量相关的QTL。作为主要研究人员参与了 “白菜全基因组测序”项目。目前主持的研究项目主要有国家自然科学基金项目“白菜四个FLC位点的互作对开花时间的影响”和欧盟第七框架项目“提高欧洲主要作物的养分利用效率，降低对环境的负面影响”子课题“白菜氮利用效率的QTL定位”。发表学术论文10余篇，其中以第一作者发表SCI论文5篇，参编专著一本。