海南日报全媒体记者黄媛艳
海南大学三亚南繁研究院王文泉、夏志强团队与北京基因组研究所肖景发团队及合作团队近日发表相关论文，以木薯为热带模式植物，采用野生和栽培群体基因组系统比较方法，获得一套栽培木薯中扩张和共进化且受到高度选择的基因资源，并系统解析了木薯C3-C4中间型光合作用、块根发育与开花协同进化、氰苷代谢演化的关键基因及其代谢途径，为全球木薯遗传改良奠定了重要基础，同时为热带作物重要性状基因挖掘提供了资源。
木薯是全球第六大粮食作物，有8亿人口赖以生存，它也是重要的生物能源和绿色化工材料的来源。科研团队通过构建484个木薯多样性种质的系统演化树，发现与近缘野生亚种最接近的一组来自厄瓜多尔和秘鲁的农家品种，结合化石证据和木薯驯化所需气候特征，提出木薯起源地的新假说。野生和栽培品种结构演化的系统比较，发现栽培种中有1965个扩张基因，和141个遗失的收缩基因，且证明这些引发基因扩张与收缩的结构变异主要由转座子驱动。通过对28个野生亚种居群和198个栽培品系重测序变异的选择性删除分析，鉴定出122个选择删除区域，涉及1519个驯化基因，这些基因在野生和栽培群体中均存在，但是在栽培品种演化中受到高度选择，与许多重要农业经济性状密切相关。
木薯块根中低氰苷即甜木薯选择是食用品种选择的重要指标。科研团队研究表明，氰苷转运蛋白基因（MeGTR）启动子插入420bp转座子，导致叶片中氰苷向块根的运输效率下降50%；而另一个氰苷转运蛋白基因（MeMATE1）编码区G→A突变可能导致块根氰苷含量降低30%。AP2/ERF转录因子（MeAHL19）能够调控氰苷合成与分解代谢。相关研究为低氰苷品种创制建立基础。本研究提供的海量基因组数据和信息，为木薯基础生物学研究和现代栽培品种改良奠定基础，也为应对全球气候变化农作物遗传改良提供了新的基因资源。
责任编辑：曾敬
内容审核：樊学玲
值班总监：许世立
值班主任：齐松梅
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