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我科研人员揭示油菜基因组结构变异调控性状形成机制

受访单位供图

11月5日，中国农业科学院油料作物研究所与华中农业大学联合研究的一项成果在《自然·遗传》上在线发表，该成果揭示了油菜基因组结构变异调控基因表达和性状多样性的规律和机制，并研发出一种高通量鉴定多倍体基因组结构变异的新方法，为作物基因组学研究和性状改良提供新的理论依据和实践路径。

科研人员介绍，基因组结构变异在物种表型多样性和适应性进化中起着关键作用，揭示结构变异与农艺性状之间的关系，并运用此知识和技术进行作物改良，对于发掘和创制优异种质资源、提升作物产量、改善作物品质、增强作物抗性等方面具有重要意义。

由于多倍体作物基因组中重复序列多、变异丰富且复杂，使得大规模检测结构变异准确性低且成本高，导致在物种水平缺乏对结构变异调控基因表达和性状形成机制的系统研究，成为现代生物育种发展的瓶颈。

为突破这一瓶颈，中国农业科学院油料作物研究所作物基因组学与抗病性改良创新团队和华中农业大学油菜团队经历八年多时间，持续联合攻关，开发出一种高通量、高精度鉴定多倍体基因组大片段结构变异的新方法，以四倍体油菜为研究对象，首次在物种水平上对全基因组范围内的结构变异及其对基因表达和性状变异的调控进行全面解析，并总结归纳出八种关键的分子调控机制。

据了解，该研究不仅提供了一种高效率、大规模地识别和解析遗传变异及其功能的新策略，还基于此揭示了油菜抗病虫代谢物硫代葡萄糖苷合成和转运相偶联的机制，成功创制出突破性的高抗高品质油菜优异种质资源，为油菜生物育种提供宝贵的基因资源和优良种质材料，也为油菜基因组学研究提供了新的研究思路和策略，具有重要的应用价值和科学意义。