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云南农大和中科院植物所在《Nature Communications》共同发表葡萄遗传多样性研究论文
作者:董扬 来源:科技处 时间:2019-03-15浏览次数:

本站消息  2019年3月13日,Nature子刊《Nature Communications》(IF=12.353)在线发表了云南农业大学董扬教授团队题为“Whole-genome resequencing of 472 Vitis accessions for grapevine diversity and demographic history analyses”的研究论文。首次构建了栽培葡萄、野生葡萄和其它近源种的全基因组高分辨率遗传变异图谱,系统研究了栽培葡萄的起源及驯化遗传机理,提出葡萄“泛黑海起源”的观点。

葡萄(Vitis vinifera ssp. vinifera)是葡萄属中栽培最多的水果作物,该属还含有约60种可生育的野生种。在世界温带地区的原生栖息地中,北美约有28种野生葡萄品种,东亚约有30种野生葡萄种类。Vitis vinifera ssp. sylvestris是现存于欧洲和近东的唯一现存的野生葡萄分类群,它被认为是当今近10,000个栽培葡萄品种的野生祖先。尽管葡萄栽培在人类历史中具有重要的文化意涵及经济价值,但大规模基因组遗传变异数据的缺乏导致无法解析其驯化传播历史,也严重阻碍了葡萄的性状改良。

为了评估野生和栽培葡萄品种的遗传多样性,研究人员将基因组重测序数据比对到黑比诺(Pinot Noir)参考基因组,共鉴定了77,726,929个单核苷酸变异(SNP)和10,278,017个序列插入和缺失(indels),以及约25,000个拷贝数变异。进一步过滤得到基础变异集,包括37,859,960个SNP和3,854,659个indel(≤40bp),次等位基因频率(MAF)大于0.005。核心变异集包括12,549,273个SNP和904,280个indel(≤40bp),MAF大于0.05。基于这些数据集,研究人员绘制了48个葡萄属物种的进化图谱,分析了栽培型葡萄和欧洲野生型葡萄的历史种群大小变化。同时,分别使用单群体和双群体分析的方法来筛选进化及驯化相关的选择信号,鉴定了一大批经济性状相关的基因,为葡萄育种改良提供了遗传基础。

葡萄重测序项目的完成,有助于加快我国葡萄产业新品种的选育,从而促进我国葡萄产业的发展,提升我国果业在世界上的科学影响力。

本文以云南农业大学董扬教授、陈玮教授和何霞红教授作为共同通讯作者,中科院植物研究所梁振昌研究员、云南农业大学盛军教授、朱书生教授作为共同第一作者。

论文链接:https://www.nature.com/articles/s41467-019-09135-8.pdf

图1 葡萄属物种进化树。a,北美野生型葡萄(WNA)及东亚野生型葡萄(WEA)的进化树;b,野生葡萄与栽培葡萄的进化树,紫色为北美野生型葡萄,黄色为东亚野生型葡萄,红色为欧洲野生型葡萄,墨绿色为栽培葡萄。

图2 欧洲野生葡萄与栽培葡萄的种群历史变化

图3 欧洲野生型葡萄和栽培葡萄的选择信号。a,单群体受选择信号鉴定;b,双群体比较鉴定驯化相关信号。

 


编辑:刘勇

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