華中農業大學最新NatureGenetics文章

　　來自華中農業大學的研究人員發表了題為“Genomic analyses of primitive, wild and cultivated citrus provide insights into asexual reproduction”文章，以柑橘原始種、野生種和栽培種的基因組為基礎，采用比較基因組、遺傳學和轉錄組等方法解析了柑橘“多胚”形成的分子基礎，鎖定了關鍵基因CitRWP。

　　這一研究成果公布在4月10日的Nature Genetics雜志上，文章的通訊作者是華中農業大學徐強教授，第一作者為博士生王霞、徐遠濤、張斯淇及西南大學曹立副研究員。

　　種子由多到少、由大到小，以及生殖模式由單胚到多胚的轉換是柑橘“原始-野生-栽培”過程中最明顯的演化規律之一。絕大多數植物的胚由受精卵發育而來，而柑橘珠心組織的體細胞也可發育成胚，叫做珠心胚。大多數柑橘品種一粒種子可產生2-10個珠心胚，進而萌發成多棵珠心苗，稱之為多胚性。柑橘的多胚性是自然界中最穩定的無融合生殖類型之一，具有獨特的研究與育種價值。

　　最新研究中，研究人員利用柑橘基因組平臺優勢結合前期構建的遺傳群體，針對性設計了極端表型混池測序和局部基因關聯分析的策略，將柑橘多胚位點定位到一段80-Kb的區域，包含11個候選基因。進一步精細剖析發現候選基因CitRWP與多胚性狀的關聯程度最高，并表現出胚珠特異表達的特點，且在多胚的表達顯著高于單胚。在多胚柑橘品種中，該基因啟動子區域有MITE（Miniature Inverted-repeat Transposable Element）轉座子插入，并在786份自然變異資源中與多胚性狀完全共分離。

　　柑橘多胚基因的發掘和利用對于固定優良基因型、排除珠心胚的干擾、提高育種效率具有重要意義。在柑橘苗木繁育中常利用多胚性來生產整齊一致的砧木或品種，在柑橘馴化和栽培過程中多胚性也常被人們利用保存優良基因型。本研究為進一步精確利用“多胚性”分子設計輔助柑橘育種提供基因資源，同時對于大田作物引入無融合生殖性狀固定雜種優勢也具有借鑒價值。

　　這項研究完成了四個柑橘代表種的基因組，利用單分子測序技術（PacBio）構建了迄今為止最為完整的柑橘基因組，其中Contig N50為2.2 Mb，是已經報道的柑橘基因組的18倍以上。基因組比較分析發現柑橘品種特有的基因組區段大部分為重復序列及未知功能的基因，大約有1/5的基因已知功能并富集在抗性、蛋白水解及果膠裂解等生物學途徑。本研究進一步對本室搜集的100份代表原始、野生和栽培柑橘進行深度測序并群體比較，分析表明原始柑橘的遺傳多樣性最高，栽培柑橘中的生殖和能量代謝相關的基因受到了選擇。