國際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《自然·遺傳》（Nature·Genetics）日前在線發(fā)表了油料所和華中農(nóng)業(yè)大學(xué)聯(lián)合研究成果，該成果揭示了油菜基因組結(jié)構(gòu)變異調(diào)控基因表達(dá)和性狀多樣性的規(guī)律和機制，并研發(fā)出一種高通量鑒定多倍體基因組結(jié)構(gòu)變異的新方法，為作物基因組學(xué)研究和性狀改良提供了新的理論依據(jù)和實踐路徑。
科研人員介紹，基因組結(jié)構(gòu)變異在物種表型多樣性和適應(yīng)性進(jìn)化中起著關(guān)鍵作用，揭示結(jié)構(gòu)變異與農(nóng)藝性狀之間的關(guān)系，并運用此知識和技術(shù)進(jìn)行作物改良，對于發(fā)掘和創(chuàng)制優(yōu)異種質(zhì)資源、提升作物產(chǎn)量、改善作物品質(zhì)、增強作物抗性等方面具有重要意義。由于多倍體作物基因組中重復(fù)序列多、變異豐富且復(fù)雜，使得大規(guī)模檢測結(jié)構(gòu)變異準(zhǔn)確性低且成本高，導(dǎo)致在物種水平缺乏對結(jié)構(gòu)變異調(diào)控基因表達(dá)和性狀形成機制的系統(tǒng)研究，成為制約現(xiàn)代生物育種發(fā)展的瓶頸。
為突破這一瓶頸，油料所作物基因組學(xué)與抗病性改良創(chuàng)新團(tuán)隊和華中農(nóng)業(yè)大學(xué)油菜團(tuán)隊經(jīng)過八年多的持續(xù)聯(lián)合攻關(guān)，開發(fā)出一種高通量、高精度鑒定多倍體基因組大片段結(jié)構(gòu)變異的新方法，以四倍體油菜為研究對象，首次在物種水平上對全基因組范圍內(nèi)的結(jié)構(gòu)變異及其對基因表達(dá)和性狀變異的調(diào)控進(jìn)行全面解析，并總結(jié)歸納出八種關(guān)鍵的分子調(diào)控機制。
該研究不僅提供了一種高效率、大規(guī)模的識別和解析遺傳變異及其功能的新策略，且基于此揭示了油菜抗病蟲代謝物硫代葡萄糖苷合成和轉(zhuǎn)運相偶聯(lián)的機制，成功創(chuàng)制出突破性的高抗高品質(zhì)油菜優(yōu)異種質(zhì)資源，為油菜生物育種提供了寶貴的基因資源和優(yōu)良種質(zhì)材料，也為油菜基因組學(xué)研究提供了新的研究思路和策略，具有重要的應(yīng)用價值和科學(xué)意義。
該研究得到了國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學(xué)基金、中國農(nóng)科院科技創(chuàng)新工程等項目的支持。
