我国科研团队攻克澳洲野生稻完整基因组组装 厘清稻属重要演化脉络 ...

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问AI · EE与DD基因组关系的澄清对稻属研究有何推动？



　　中新网成都6月9日电 (王利文)中国科学院成都生物研究所9日消息，该所人工智能大数据与基因组编辑创新团队联合国内科研单位，在稻属基因组进化研究领域取得重要突破：成功完成澳洲野生稻(Oryza australiensis)的端粒到端粒(T2T)无缺口完整基因组组装，并揭示EE与DD基因组之间的关键演化关系。相关成果近日发表于国际学术期刊《自然-通讯》(Nature Communications)。
　　水稻是全球最重要的粮食作物之一，而野生稻被视为水稻遗传改良和种质创新的重要资源。稻属包含27个物种、11种不同基因组，其中澳洲野生稻是目前唯一的EE基因组二倍体物种，具有较强耐逆性和环境适应能力，被认为是现存与DD基因组亲缘关系最近的物种，对解析稻属多倍体起源和演化具有重要科学价值。
　　长期以来，由于现存稻属中不存在二倍体DD物种，科学界主要依赖异源四倍体中的DD亚基因组开展研究。此前，研究人员对EE与DD基因组分化时间和亲缘关系的认识仍存在争议。同时，受复杂重复区域限制，已有澳洲野生稻基因组研究均未达到完整无缺口水平，着丝粒、端粒等关键区域信息缺失，制约了对其演化机制的深入认识。
　　研究团队综合利用长读长测序、超长读长测序及短读长数据，最终获得大小约901兆碱基(Mb)、包含12条完整染色体的T2T无缺口基因组，组装质量达到国际先进水平。研究不仅发现了比以往认知更丰富的端粒序列多样性，还揭示转座子驱动着丝粒重定位的多种机制，为理解新着丝粒形成和染色体结构演化提供了新视角。
　　更重要的是，团队通过转座子动态分析，为EE与DD基因组的共同祖先关系提供了独立于蛋白编码基因的新证据，有助于更加全面地理解稻属物种演化历史，也为水稻遗传改良、种质资源挖掘及抗逆性状利用提供了重要基础数据。
　　论文题为“澳洲野生稻端粒到端粒(T2T)基因组组装研究：揭示转座子介导的着丝粒重定位及EE、DD基因组同源起源”。中国科学院成都生物研究所研究员张韬、扬州大学教授程祝宽、教授裔传灯和南京农业大学教授张文利为论文通讯作者，博士鲍宇和游韩莉为共同第一作者。该研究得到国家重点研发计划、国家自然科学基金等项目支持。(完)