我国科学家“绘出”大豆最全基因组图谱

[科学技术前沿]

光明日报北京6月18日电记者从中国科学院遗传与发育生物学研究所获悉，该所田等科研团队在大豆泛基因组学方面取得了最新研究进展。研究结果于北京时间17日23: 00发表在学术期刊《细胞》上。

这一成果不仅在大豆育种等方面发挥了重要作用，而且突破了传统的线性基因组的“存储”形式，首次在植物中实现了基于图形结构的基因组构建。它将引领下一代基因组学新的研究思路和方法，被评论家们称为“基因组学的里程碑”。

大豆图形结构的泛基因组分析。中国科学院遗传与发育生物学研究所地图

田介绍说，传统基因组学在描述基因组时，通常以线性形式在染色体上标记不同的碱基，其中大多数是基于参考基因组来获得一个物种的基因信息。然而，由于一个物种中不同个体之间的遗传变异，线性基因组的表达不能同时反映不同个体的遗传变异，这极大地限制了对不同个体遗传变异的识别和分析。因此，构建一种包含所有物种遗传信息的新型泛基因组成为当前基因组学研究的重要任务和前沿挑战。

田的研究团队一直致力于大豆基因组的研究。在对大豆种质资源的深度测序和群体遗传分析中，他们发现不同大豆种质资源之间存在较大的遗传变异，单个或少数基因组不能代表大豆群体的所有遗传变异。

为此，田研究团队与研究所梁成志、朱宝格研究团队、中国科学院分子植物科学研究中心韩斌院士团队、上海师范大学黄教授团队以及北京贝瑞康生物技术有限公司相关人员，对来自世界主要大豆生产国的2898份大豆种质资源进行了深入的再排序和群体结构分析，精心筛选出26份最具代表性的大豆种质资源，包括3份野生大豆、9个农家品种和14个现代栽培品种。

研究团队采用最新的组装策略，从零开始“组装”并准确注释了26份大豆种质材料的高质量基因组，并在此基础上，结合几份已发表的大豆种质材料的基因组，进行了系统的基因组比较，构建了基于高质量图形结构的基因组，挖掘了大量传统基因组无法识别的大片段结构变异。

通过深入分析发现，结构变异在重要农艺性状的调控中起着重要作用:HPS基因的结构变异调控大豆种皮亮度的变化；野生大豆和栽培大豆CHS基因簇的结构变异是种皮颜色由黑色向黄色驯化的主要原因。大豆H13_14G179600基因的结构变异导致不同种质材料中基因表达的差异，这可能与大豆缺铁黄化的调控有关。此外，该研究还确定了导致不同基因融合的15种结构变异，为研究新基因的产生提供了重要线索。

一些评论家认为，这一成果不仅具有重要的育种和生产价值，而且将为大豆研究提供极其重要的资源和平台，促进大豆分子设计育种，还将为过去进行的大量再测序数据提供一个全新的分析平台，使这些数据获得“第二生命”。

光明日报(2009年版，2020年6月19日)

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