植物所解析高粱馴化改良過程中的基因組印記

　　作物馴化和遺傳改良，在人類從游牧狩獵到定居的生活方式過渡過程中起到關鍵作用。高粱是谷類作物，具有多種用途，如食物、飼料、釀酒、制糖和生產生物燃料等。面對可持續發展的需求和應對氣候環境的挑戰，揭示高粱馴化和改良過程的基因組選擇，探索種間雜交以及平行/趨同進化的遺傳機制至關重要。

　　中國科學院植物研究所景海春研究組依據種質資源馴化改良所處階段與育種用途兩個維度，對全球445份高粱種質資源開展群體基因組學分析。研究發現，不同亞群的血緣關系相對獨立，但存在明顯的混雜情況，各亞群之間存在廣泛的基因流，這表明高粱具有頻繁的種內和種間雜交。研究還顯示，多個亞群之間存在大片段的相似染色體連鎖區塊，同樣可以作為各群頻繁基因流動的佐證。

　　科研人員通過正選擇掃描分析挖掘出14.68%（~107.5 Mb）的高粱基因組在進化過程中受到選擇，涉及馴化階段、籽粒高粱改良和甜高粱改良過程中的3649、4287和3888個基因。研究總結出，馴化基因從野生到地方小種再到改良高粱過程中的8個不同的單倍型變化模型，Sh1和SbTB1兩類基因分別代表兩種重要的模型——弱選擇及多起源模式、強選擇及單馴化模式。此外，研究還證明了在籽粒高粱改良過程中對高粱莖稈含汁性關鍵調控轉錄因子Dry基因的無意識選擇。該研究為揭示高粱馴化歷程和高粱遺傳改良奠定了分子基礎。

　　1月5日，相關研究成果在線發表在Molecular Plant上。研究工作得到國家重點研發計劃、中科院戰略性先導科技專項等的支持。