水稻所分子育種團(tuán)隊在水稻泛基因組研究取得系列進(jìn)展
近日，廣東省農(nóng)科院水稻所分子育種團(tuán)隊（后簡稱團(tuán)隊）在水稻泛基因組應(yīng)用、泛基因組構(gòu)建技術(shù)理論研究等方面取得系列進(jìn)展，以第一單位發(fā)表論文3篇。
1. 應(yīng)用自主研發(fā)的泛基因組技術(shù)體系，在水稻稻瘟病抗病基因挖掘方面取得新進(jìn)展。團(tuán)隊在前期構(gòu)建的水稻泛基因組（Genome Biology，2023）基礎(chǔ)上，鑒定出一個具有全生育期廣譜抗性且對產(chǎn)量無影響的新位點qPBR1，并確定了其候選功能基因（圖1）。該研究為培育具有持久、廣譜稻瘟病抗性的水稻品種提供了寶貴的基因資源，更進(jìn)一步證實了團(tuán)隊自主研發(fā)的泛基因組技術(shù)體系的實用性，能突破泛基因組與遺傳分析對接的技術(shù)瓶頸，促進(jìn)泛基因組技術(shù)在功能基因組學(xué)研究中的應(yīng)用。相關(guān)結(jié)果以“Pangenome-Wide Association Study and Transcriptome Analysis Reveal a Novel QTL and Candidate Genes Controlling both Panicle and Leaf Blast Resistance in Rice”為題發(fā)表在Rice（中國科學(xué)院一區(qū)，IF: 5.5）上，團(tuán)隊王健博士為第一作者，團(tuán)隊胡海飛博士和陽江農(nóng)科所姜先芽為共同第一作者，團(tuán)隊趙均良研究員為通訊作者，廣東省農(nóng)科院植保所楊健源研究員為共同通訊作者。
圖1：穗稻瘟病抗性 (PBR) 的 QTL 定位和 qPBR1 的精細(xì)定位
2.比較了植物泛基因組構(gòu)建和分析的三種主要方法，提出“圖泛基因組有望成為新一代的參考基因組”的觀點。團(tuán)隊對植物泛基因組構(gòu)建和分析的三種主要方法進(jìn)行比較（表1）。提出隨著長讀測序和生物信息學(xué)工具的進(jìn)步，圖泛基因組可實現(xiàn)高效的基因組分析和可視化，能夠更精確地處理基因組數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)新的遺傳變異，有望成為新一代的參考基因組。相關(guān)論述以“Technological development and advances for constructing and analysing plant pangenomes”為題發(fā)表在Genome Biology and Evolution（中國科學(xué)院二區(qū)，IF: 3.4）上，團(tuán)隊胡海飛博士為第一作者，趙均良研究員、華南農(nóng)業(yè)大學(xué)聯(lián)培生李日盛參與了此工作，西澳大學(xué)David Edwards教授為通訊作者。
表1：植物泛基因組構(gòu)建和分析的三種主要方法的比較
3.探討泛基因組數(shù)據(jù)可視化的機(jī)遇與挑戰(zhàn)，提出泛基因組構(gòu)建和分析的最佳實踐方案。針對新興的圖形化泛基因組技術(shù)，結(jié)合團(tuán)隊前期大量研究和實踐，全面探討了泛基因組數(shù)據(jù)可視化的機(jī)遇與挑戰(zhàn)，提出線性或圖形泛基因組最佳構(gòu)建策略的建議，同時對其在多組學(xué)數(shù)據(jù)庫整合、功能基因挖掘及育種改良等方面的應(yīng)用前景進(jìn)行了展望（圖2）。相關(guān)結(jié)果以“Plant pangenomics, current practice and future direction”為題，發(fā)表在農(nóng)業(yè)新興期刊Agriculture Communication，團(tuán)隊胡海飛博士為第一作者，趙均良研究員、王健博士、聶帥博士參與了此工作，西澳大學(xué)David Edwards教授為通訊作者。
圖2：泛基因組的構(gòu)建方法、下游分析和應(yīng)用
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1.https://doi.org/10.1186/s12284-024-00707-x
2.https://doi.org/10.1093/gbe/evae081
3.https://doi.org/10.1016/j.agrcom.2024.100039
