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利用霰彈槍定序法揭示落花生的全基因組遺傳資訊

2019/05/10 @國際

利用霰彈槍定序法揭示落花生的全基因組遺傳資訊

  落花生又稱為花生(Arachis hypogaea,cultivated peanut),是全球常見的大宗經濟作物,由於落花生具有相當高營養價值與經濟效益,加上該作物長期被人們所栽培利用,因此有關栽培、品種選育、試驗研究等方面均有相當地研究。雖然全基因組定序已應用在多個物種,成功解決許多物種間遺傳的問題,但落花生的基因序列直到近期才由美國喬治亞大學(University of Georgia)為首帶領的研究團隊成功解序,為落花生的全基因組解序開創新的里程碑。
  落花生的全基因組資訊之所以到近期才成功解序,係因其為四倍體生物(tetraploid),這加深了目標序列在比對參考基因組(reference genome)方面的難度。為確定目標序列的同源性與釐清其四倍體形成的機制,研究團隊率先於2016年發表相關文獻,以序列間的差異程度推論四倍體可能形成的時間與機制,證實現今栽培的落花生是來自近9,400年前,由兩個二倍體近緣種雜交(A. duranensis × A. ipanesis)後產生的異源四倍體(allotetraploid)。研究團隊藉由先前的研究,加上最新的全基因組霰彈槍定序法(whole-genome shotgun sequencing),成功的解出當今栽培種落花生的全基因組序列。
  研究團隊根據全基因組的資訊,分析現存約200個品系(或栽培種)的遺傳特徵,發現這些品系間均享有某些特定的分子標記,藉此推論這些花生品系均有可能來自同一個起源。
  喬治亞大學的研究團隊成功的解開落花生多倍體雜交起源的問題,並透過新一代定序技術獲得落花生完整的全基因組資訊。除此之外,研究團隊更藉由先前的研究成果,近一步印證落花生雜交起源的可能時間與發生機制,並分析不同花生品系間的親緣關係,為花生種源保存、遺傳研究、品種選育等研究提供完善的背景資訊。
  該研究由美國國家花生委員會(National Peanut Board)及其他產業界提供經費與種源方面的協助,該研究成果已發表在<Nature Genetics>。

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