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。【延伸閱讀】透過1KP植物轉錄體定序計畫重建綠色植物的演化關係

　　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>。

資料來源

• University of Georgia
• The genome sequence of segmental allotetraploid peanut Arachis hypogaea
• The genome sequences of Arachis duranensis and Arachis ipaensis, the diploid ancestors of cultivated peanut

文章摘譯

• 農業科技決策資訊平台管理團隊