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JGG|中国农大小麦研究中心综述小麦复杂基因组和种质演化研究进展

2023/8/28 17:31:55  阅读:39 发布者:

小麦是全球种植最广泛的作物,在保障粮食安全方面具有重要地位。由于基因组庞大且结构复杂,小麦的基因组学研究长期滞后于其它主粮作物(如水稻、玉米)。近年来,随着高通量测序成本降低和分析技术进步,小麦基因组从头组装、全基因组测序、转录组和表观组等多组学数据的快速积累,驱动了小麦领域研究范式的快速转变。

2023821日,Journal of Genetics and Genomics在线发表中国农业大学农学院小麦研究中心题为“Deciphering the evolution and complexity of wheat germplasm from a genomic perspective”的综述文章。该综述系统阐述了小麦复杂基因组和种质演化规律解析的研究进展,总结了多组学数据整合在小麦基因调控解析和功能基因发掘方面的应用,并介绍了近年来在小麦基因组学领域已发表的数据库和分析工具。

该综述首先基于小麦的起源驯化和育种改良这两个主要演化阶段,系统总结了多倍体小麦的起源、驯化/脱驯化和传播过程中基因组演变规律;同时,围绕现代小麦种质资源遗传多样性,从多个基因组学尺度讨论了结构变异对于小麦育种改良的意义;随后,论文介绍了多倍体小麦亚基因组间转录和表观调控的研究进展,并列举了多组学数据在解析多倍体小麦复杂基因表达模式、转录和表观遗传调控关系及辅助功能基因发掘方面的应用。最后,该综述汇总了近年来小麦基因组学研究中常用的数据库和分析工具,围绕如何更好地利用不断累积的基因组学数据资源促进小麦遗传改良进行了讨论。

小麦系统发育历史和演化模型

A: 小麦-山羊草复合群起源与演化的系统发育关系;B: 面包小麦的起源、驯化和脱驯化模型及关键遗传变异。

作者简介

中国农业大学农学院小麦研究中心博士后王梓豪与博士研究生苗凌峰为该综述共同第一作者,郭伟龙副教授为通讯作者。小麦研究中心孙其信教授、倪中福教授、彭惠茹教授和博士后陈永明参与了该综述的讨论与撰写。该工作得到国家自然科学基金和中国农业大学“人才培育发展支持计划”的支持。

引用本文

Zihao Wang, Lingfeng Miao, Yongming Chen, Huiru Peng, Zhongfu Ni, Qixin Sun, Weilong Guo. (2023). Deciphering the evolution and complexity of wheat germplasm from a genomic perspective. Journal of Genetics and Genomics.

DOI10.1016/j.jgg.2023.08.002

  第一作者面对面

左:王梓豪;右:苗凌峰

自我介绍

王梓豪:河北省石家庄人,中国农业大学三亚研究院博士后,合作导师为倪中福教授和郭伟龙副教授。研究方向为:(1) 小麦族物种演化规律解析;(2) 基因组学算法开发。

苗凌峰:江苏省淮安人,中国农业大学博士研究生,导师为孙其信教授,合作导师为郭伟龙副教授。主要从事小麦表观遗传学方法与应用方面的研究。

业余兴趣爱好

王梓豪:运动、看电影。

苗凌峰:看足球、打羽毛球。

目标或愿景

王梓豪:希望将来能为作物遗传改良研究贡献自己的力量。

苗凌峰:早日在小麦表观遗传领域取得突破性进展。

你心目中最喜欢或敬仰的科学家

王梓豪:生命科学领域历史悠久,群星闪耀,每一位科学家身上的优秀品质都值得学习。

苗凌峰:每一位献身科学、追求真理的科学家都值得我们去学习。

如何向你的家人朋友介绍研究的内容和意义?

王梓豪:小麦是全球种植最广泛的作物,在保障粮食安全方面具有重要地位。如何生产出更多更优质的小麦?近年来快速发展的基因组学是一把小麦研究的“利器”。我们的文章记录了科学家们利用基因组学加快小麦改良的努力和成果。

苗凌峰:小麦作为全世界范围内最为重要的作物之一,解析小麦基因组复杂的调控机制,挖掘小麦功能基因,是小麦育种改良的基础。因此,我们致力于从基因转录以及表观遗传调控的层面解析小麦在多倍化、进化以及驯化过程中的变化,从而发现可用于小麦育种改良的重要规律。

在课题研究过程中,你遇到过什么特别的困难,是如何克服的?

王梓豪:近年来小麦基因组学领域研究进展快速,成果频出,如何较为全面系统地梳理相关领域研究进展对我来说是一个特别大的挑战。通过在前期调研及后续写作过程中多读多看,与导师、领域内专家以及身处研究一线的同学们交流讨论,完成了综述撰写。

苗凌峰:在课题研究过程中,经常会陷入自己的思维“怪圈”,纠结于一些对课题贡献不大的问题。这需要我们对自己的课题有足够的思考,分清本末,同时还需要及时沟通和交流。

在得知论文被接收后,你的感觉是什么?

王梓豪:感谢这个工作能够得到认可,特别感谢各位老师和同学们的指导和帮助,希望该综述能为相关领域的研究提供参考。

苗凌峰:内心非常高兴,感谢这个工作能够得到认可,希望自己的工作能为相关领域的研究提供参考。

在你的研究领域中,你认为最挑战的科学问题是什么?

王梓豪:我认为最具挑战的难题是如何将基因组学研究成果高效运用到作物遗传改良进程中。

苗凌峰:如何将表观遗传发现的重要成果像基因编辑那样真正应用到小麦的育种改良过程中。

本文转载自JGG 遗传学报

转自:“植物生物技术Pbj”微信公众号

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