国际研究团队解析90个鹰嘴豆基因组 遗传信息将加速农业应用

2013128日,由印度国际半干旱热带作物研究所(ICRISAT)、美国加州大学戴维斯分校和深圳华大基因研究院等单位组成的国际鹰嘴豆基因组测序协作组(ICGSC)成功对90个鹰嘴豆进行了基因组测序及分析,最新研究结果在《自然•生物技术》杂志上在线发表。这项科学突破将有助于提高鹰嘴豆的产量、质量、耐旱及抗病能力,同时也有利于增加鹰嘴豆的遗传多样性。

 

ICGSC国际半干旱热带地区作物研究所主导,共有来自10个国家、23个研究机构的49名科学家参与。本次鹰嘴豆基因组研究成果具有里程碑的意义,为如何利用基因组序列来提高可持续性和适应性强的作物改良提供了新思路,以更好地保障小型农户,尤其是生活在亚洲和撒哈拉以南非洲地区贫瘠环境下的农户生活的改善。

 

在本研究中,科研人员对大粒品系鹰嘴豆品种CDC Frontier进行了全基因组测序,共鉴定出大约28,296个基因;同时并对另外90个基因型进行了重测序,得到上百万的遗传标记和低多样性基因组区域,这将可用于培育更优质的抗旱抗病鹰嘴豆新品种。这项研究将有助于鹰嘴豆种植户更好地应对气候变化所带来的环境挑战,同时,鹰嘴豆基因组图谱还将有助于通过拓宽鹰嘴豆栽培种基因库的遗传基础来维护其遗传多样性。

 

鹰嘴豆是全球第二大种植的豆类作物,种植面积约有1100多万公顷,主要集中在热带半干旱资源匮乏地区。鹰嘴豆的营养价值高、耐旱性强,能够提高诸如阿比西尼亚、坦桑尼亚和肯尼亚等非洲国家的收益,并改善这些国家小农户的生计。印度作为鹰嘴豆最大的生产、消费和输出国,对印度的作物安全至关重要。此外,鹰嘴豆也是澳大利亚、加拿大以及美国等国家命脉行业的重要组成部分。

 

“此次ICRISAT及其合作伙伴在豆类基因组中取得的突破,再次表明这种富有成效的合作的力量”,ICRISAT所长William Dar博士表示,“在由ICRISAT和其他CGIAR成员以及国际合作伙伴共同开展的豆类作物CGIAR研究计划(CRP)中,基因组测序在加速鹰嘴豆等小型农作物遗传改良方面起到了关键性作用。”

 

“面对气候变化的威胁以及日益增长的饥饿、贫困问题,鹰嘴豆基因组将有助于培育更多的优良品种,这将会带来更多的收益,并有助于人们更好地摆脱干旱及贫穷的影响,尤其是对于那些ICRISAT和我们的合作伙伴们所关注的亚洲和非洲干旱地区。”Dar博士补充到。

 

“作为作物改良的重要先决条件的遗传多样性在鹰嘴豆改良中非常有限并且受到严重的限制。这项研究成果不仅提供了促进育种的‘好基因’,同时也提供了能够将遗传多样性带给地方品种或野生品种以促进育种的‘基因组区域’。”ICRISAT基因组卓越中心主任兼ICGSC协调员Rajeev Varshney博士解释说。

 

“目前,培育鹰嘴豆新品种需要耗费4-8年的时间,而基因组序列的解析能够将时间缩短一半,并可以培育出受市场欢迎的新品种。” Varshney博士补充到。

 

华大基因院长王俊表示:“华大基因与ICRISAT之间的合作在孤生作物的研究中取得了显著的成就,比如之前的木豆基因组研究项目和如今在鹰嘴豆基因组上的合作。孤生作物在很多低收入国家的主要作物,对于全球小型农户极其重要。我相信,我们的合作将能够促进孤生作物研究上的变革。”