

穇子为禾本科穇属一年生草本植物,是仅次于高粱、珍珠粟、谷子的第四大粟类作物,在湖南、贵州、广西、陕西和西藏等地广泛种植。穇子根系发达,耐干旱,能在短暂缺水的情况下正常生长,在抗旱育种方面有较大应用潜力。该研究构建了一个异源四倍体穇子栽培品种的高质量染色体水平基因组图谱,揭示了其两个亚基因组(subA和subB)之间存在广泛的结构重排。研究显示subB约680万年前与其祖先种Eleusine indica分化,并经历了两次全基因组复制事件,这些事件塑造了当前的基因组结构,促进了基因冗余和广泛的适应性产生。利用101份穇子种质资源,经全基因组关联分析(GWAS),鉴定出多个与千粒重、生育期及抗旱等关键农艺性状相关的候选基因,其中EcMDHAR(编码单脱氢抗坏血酸还原酶)基因的不同单倍型呈现差异化表达模式,在增强抗旱性方面发挥关键作用。该基因组资源不仅推动了对粟类作物多倍体基因组进化的理解,也为穇子农艺品质性状改良奠定了基础。
A 穇子栽培种C142植株形态;B 穇子基因组图谱;C 亚基因组A和B共线性分析;D 干旱指数GWAS曼哈顿图;E EcMDHAR基因四种单倍型抗旱指数差异;F EcMDHAR四种单倍型表达水平分析。
原文连接:https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1673852725002097