我國科學家在玉米雜種優(yōu)勢機理方面取得重要進展

在國家重點研發(fā)計劃“七大農(nóng)作物育種”專項“主要農(nóng)作物雜種優(yōu)勢形成與利用機理”（項目編號：2016YFD0100800）資助下，中國農(nóng)業(yè)大學賴錦盛教授課題組在玉米雜種優(yōu)勢機理方面取得重要進展。研究成果以“Extensive intraspecific gene order and gene structural variations between Mo17 and other maize genomes”（種內(nèi)基因順序和基因結(jié)構(gòu)變異應該對雜種優(yōu)勢和基因組進化有影響）為題，于2018年7月30日在Nature Genetics《自然·遺傳》上在線發(fā)表。

玉米是一種重要的糧食作物及經(jīng)典的遺傳模式植物,其自交系之間存在著廣泛的遺傳變異，不同雜種優(yōu)勢群之間的雜交后代表現(xiàn)出極高的雜種優(yōu)勢現(xiàn)象。以B73自交系為代表的Reid群和以Mo17自交系為代表的Lancaster群是世界上最經(jīng)典也是最著名的兩個玉米雜種優(yōu)勢群。該研究利用第三代測序技術(shù)（PacBio單分子測序技術(shù)）和BioNano映射技術(shù)組裝了高質(zhì)量的玉米Mo17基因組。通過比較B73與Mo17兩個基因組，發(fā)現(xiàn)在染色體上的基因排列順序上至少有10%的基因存在非共線性現(xiàn)象，同時基因組結(jié)構(gòu)變異上至少20%的基因存在有可能導致蛋白編碼功能改變的重要序列突變。玉米不同自交系基因組間存在的遺傳變異相比其他物種內(nèi)部的遺傳變異更為突出,這些種內(nèi)基因順序和基因結(jié)構(gòu)的變異對雜種優(yōu)勢和基因組進化有重要影響。該研究結(jié)果在基因組學層面對玉米自交系間能夠形成特別顯著的雜種優(yōu)勢的原因提供了一個新的解釋。