玉米和大刍草的不同形态。
玉米和祖先野生大刍草的7个亚种构成了禾本科下的一个属玉蜀黍属。尽管亲缘关系很近,但玉蜀黍属内的植物却长得大相径庭,生长环境也多种多样。这些特性使其可作为研究适应性进化的理想模式物种。
近日,华中农业大学作物遗传改良全国重点实验室、湖北洪山实验室严建兵团队与美国加州大学戴维斯分校JeffreyRossIbarra团队等合作,在《自然遗传学》在线发表论文,构建了玉蜀黍属的遗传变异图谱,揭示其适应性进化的调控机制。
德国慕尼黑亥姆霍兹中心教授KlausF。X。Mayer认为:研究不同地区大刍草的遗传多样性、玉蜀黍属的进化历史等有着十分重要的意义,并且研究在驯化过程中丢失的等位基因将为遗传育种开辟新的道路。
玉米和它的七位父辈
玉米起源于墨西哥西南部,其野生同属物种统称为大刍草,有7个亚种。论文共同通讯作者严建兵告诉《中国科学报》,玉米不仅是世界上种植范围最广的作物,也是基础研究的模式物种之一。
野生大刍草虽然仅分布在墨西哥和中美洲地区,其亚种却能适应多种环境:有的适应炎热、潮湿的中美洲环境;有的适应寒冷、干旱的墨西哥中部高原环境。
它们同是玉蜀黍属,亲缘关系很近,进化历史又比较短,大约距今几万年到十几万年之间。严建兵说,玉米的这些特性使其成为研究适应性进化的理想模式物种,有利于通过近缘种或起源种的趋同选择角度,捕捉到它们在基因组上的变化。
今年8月,严建兵课题组完成了玉蜀黍属的超级泛基因组图谱。他的团队在过去10年建立了一个玉米及其野生材料的多样性关联群体,并利用这个群体得到了一系列研究成果。
这项研究想在玉蜀黍属泛基因组及其大量遗传变异的基础上,追寻属内各个亚种的共同点,也就是在野生种的自然选择和栽培种的人工选择条件下,找到它们之间有什么异曲同工之处。严建兵说。
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