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中外科學(xué)家繪出小豆基因組草圖

中外科學(xué)家近日在美國《國家科學(xué)院學(xué)報》上報告說，他們已經(jīng)繪制出小豆的基因組草圖。這將有助于從基因水平上分析小豆性狀，培育更多小豆新品種。

北京農(nóng)學(xué)院和國際半干旱熱帶作物研究所等機(jī)構(gòu)的研究人員利用第二代測序技術(shù)完成了小豆全基因組的測序，組裝出了高質(zhì)量的小豆基因組框架圖，結(jié)果顯示小豆有3.4 萬多個基因。研究人員還分析了小豆與其他已知豆類基因組的進(jìn)化關(guān)系，結(jié)果顯示小豆與菜豆親緣關(guān)系最近。

研究人員測序分析了49 份野生小豆、半野生小豆、栽培小豆的基因，證實半野生小豆與栽培小豆的關(guān)系近于野生小豆，說明半野生小豆是小豆馴化過程中的初始農(nóng)家品種。

小豆不同于大豆等其他豆科作物，脂肪含量非常低，平均僅為0.59%，而總淀粉含量較高，平均為57.06%。與此相比，大豆淀粉含量為25.3%，而脂肪含量多達(dá)22.5%。新研究表明，相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄水平差異導(dǎo)致了上述差異。

研究負(fù)責(zé)人之一、北京農(nóng)學(xué)院的萬平教授告訴新華社記者：“小豆是中國傳統(tǒng)小雜糧，研究基礎(chǔ)薄弱。通過基因組測序、組裝和基因注釋，將促進(jìn)小豆重要農(nóng)藝性狀基因的鑒定與克隆和分子育種，提升中國小豆的研究水平，加快小豆的遺傳改良。”

萬平、中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所的凌宏清、華大基因研究院的王俊以及國際半干旱熱帶作物所的拉吉夫 瓦爾什尼為研究報告的共同通訊作者。

小豆俗名紅小豆、赤豆等，起源于中國，早在1.2萬年前已被馴化。小豆是理想的高蛋白、低脂肪、補血的營養(yǎng)食品，其中人體必須的8種氨基酸含量是禾谷類作物的2～3倍，富含B族維生素、鐵、鈣等礦物質(zhì)和萜類、異黃酮、皂苷等生物活性物質(zhì)。中國是世界上最大的小豆生產(chǎn)和出口國，出口量約占世界的80%，產(chǎn)品銷往世界上30 多個國家和地區(qū)。

（中國農(nóng)業(yè)新聞網(wǎng)）

我國率先完成芝麻大規(guī)模全基因組關(guān)聯(lián)分析

日前，由中國農(nóng)科院油料所張秀榮研究員領(lǐng)銜的芝麻與特色油料遺傳育種創(chuàng)新團(tuán)隊與中國科學(xué)院國家基因研究中心等單位合作，在國際上率先完成了芝麻高密度單倍型圖譜構(gòu)建和主要農(nóng)藝性狀大規(guī)模的全基因組關(guān)聯(lián)分析，發(fā)掘了一批關(guān)聯(lián)位點和候選基因。該研究為芝麻的遺傳改良和主要農(nóng)藝性狀的遺傳解析奠定了基礎(chǔ)，也為油菜、大豆等主要油料作物的相關(guān)研究和分子育種提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和參考借鑒。日前，《自然通訊》雜志在線發(fā)表了這一研究成果。

芝麻是重要的油料作物，含油量高，富含不飽和脂肪酸、芝麻素等人體有益物質(zhì)。芝麻為二倍體，基因組較小，是油脂相關(guān)性狀研究的理想作物。對芝麻含油量的遺傳分析表明，芝麻含油量不僅受油脂代謝酶類調(diào)控，還受到其他基因調(diào)控，研究還發(fā)現(xiàn)芝麻一系列產(chǎn)量相關(guān)基因，這些基因的優(yōu)異等位基因的積累是芝麻育成品種產(chǎn)量較地方種高的重要因素。

（農(nóng)民日報）

水稻灌漿研究取得進(jìn)展

水稻胚乳是人類最主要的糧食來源之一，其結(jié)構(gòu)包含內(nèi)側(cè)的淀粉胚乳和外側(cè)的糊粉層。葉片光合作用產(chǎn)生的碳水化合物主要以蔗糖形式從篩管組織運輸?shù)阶蚜?。前人研究認(rèn)為蔗糖在到達(dá)籽粒之后先分解成果糖和葡萄糖，然后通過單糖轉(zhuǎn)運蛋白運輸至淀粉胚乳進(jìn)而合成淀粉。蔗糖是否直接進(jìn)入、如何進(jìn)入淀粉胚乳的機(jī)制一直不很清楚。

近日，中國科學(xué)院植物研究所劉春明研究組利用芯片雜交、熒光定量PCR 和原位雜交等實驗發(fā)現(xiàn)了一個在水稻籽粒背側(cè)糊粉層特異表達(dá)的轉(zhuǎn)錄因子OsNFYB1，并通過CRISPR-Cas9 和RNAi 等技術(shù)對該基因進(jìn)行了敲除和表達(dá)干擾，發(fā)現(xiàn)OsNF-YB1 直接調(diào)控水稻的灌漿和淀粉累積，并且OsNF-YB1 敲除突變體籽粒中的蔗糖、葡萄糖和果糖含量均大幅度下降。進(jìn)一步生化分析發(fā)現(xiàn)OsNF-YB1 通過直接結(jié)合于三個蔗糖轉(zhuǎn)運蛋白OsSUT1、OsSUT3 和OsSUT4 的基因表達(dá)調(diào)控區(qū)來調(diào)控蔗糖直接進(jìn)入胚乳。

（中國科學(xué)院網(wǎng)）