墨西哥类蜀黍是种植性玉米的祖先,这种宝贵的种质资源在增强玉米遗传多样性的同时,也提高了玉米适应各种环境刺激的能力。然而, 公共数据库中还没有全面的转录组和基因组资源,这大大阻碍了墨西哥类蜀黍有利基因或等位基因的识别和利用。华中农业大学张祖新课题组深入挖掘玉米改良过程中的转录组序列,丰富玉米转录组水平上的数据库资源,研究成果发表在近期的Molecular Ecology Resources上。

在这项研究中,研究人员通过Illumina paired-end测序对全球范围内的六个墨西哥类蜀黍种质进行转录组测序。采用从头组装获取了一个高质量的墨西哥类蜀黍转录组:平均长度为770 bp,注释的unigenes占63.99%。研究人员发现,玉米和墨西哥类蜀黍中,大约75%的基因是高度保守的。此外,还发现1516个unigenes只在墨西哥类蜀黍中发生特异性表达,其中84个单基因被四个植物物种的基因模型支持。571个单基因位于玉米基因组的基因间区域。此外,研究人员还发现99 个unigenes具有很强的选择信号,鉴定出57 个unigenes具有大于1 Ka/Ks的比值。暗示这些基因在玉米改良过程中可能承受了很强的选择性压力。最后,研究人员开发出11,286个基于unigene的引物对用于扩增简单重复序列(SSR)位点。

本研究提供了一个全面的墨西哥类蜀黍转录组,一组在玉米驯化和改良过程中高度保守或分化的基因集,和大量可用的SSR引物对。这些结果有利于墨西哥类蜀黍比较基因组学和分子驯化的调查,也有利于墨西哥类蜀黍种质资源在玉米改良中的利用。

参考文献
Jun Huang, et al. (2016) Characterization of the teosinte transcriptome reveals adaptive sequence divergence during maize domestication, Molecular Ecology Resources, doi: 10.1111/1755-0998.12526.

本研究中的转录组denovo测序分析由联川生物协助完成,张祖新课题组致谢了联川生物的技术服务。

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