中国科学家Nature子刊发布新基因组草图

　　来自中国热带农业科学院、中国科学院、华盛顿大学等10多家机构的研究人员，成功绘制出了木薯（Cassava）的基因组序列草图。研究结果发表在10月10日的《自然通讯》（Nature Communications）杂志上（延伸阅读：我国领衔完成木薯基因组测序并揭示其进化特征 ）。

　　中国热带农业科学院所长彭明（Ming Peng）、李开绵（Kaimian Li）研究员和中国科学院新疆生态与地理研究所客座研究员刘斌（Bin Liu）是这篇论文的共同通讯作者。

　　木薯栽培种Manihot esculenta Crantz被认为起源于南美巴西中部亚马逊河流域热带低地，由野生祖先种Manihot esculenta ssp. Flabellifolia进化而来。在这些热带低地中阳光、热量和降雨充沛，并常出现间歇性干旱。根据对单基因座的DNA序列分析结果、考古学及化石记录，早在7千——1.2万年前南美土著人便开始驯化木薯，生成了具有突出特点，包括在近最佳环境中高生物质产量和淀粉产量，以及耐旱及耐贫瘠土地的现代木薯品种。

　　木薯是全球最重要的块根农作物，为非洲（51%）、亚洲(29%)和南美洲超过7亿人提供主食。由于它高度耐旱，它的块根可在土壤中保存数年，木薯被视作为是缓解全球饥荒的重要碳水化合物储备。并且由于其优越农业特性以及能生成高质量、高产量的淀粉，木薯还是生物能源、生物材料和动物饲料的一种理想原料。

　　由于它的异型杂交特性以及广阔的热带分布特征，木薯基因组(2n=36)高度杂合。迄今为止常规育种和标记辅助选择无法有效取得一些潜在的有利性状，如高质量的淀粉、块根产量，能够避免收获后生物变质以及抗病性等。然而缺乏参考基因组序列和其他的基因组和转录组资源限制了木薯基础生物学研究和育种的进展。

　　在这篇新文章中研究人员提供了木薯野生祖先种和栽培种的基因组序列草图，并与一种部分近交系进行了比较分析。他们分别鉴别出了野生和循环品种特异性的1,584个和1,678个基因模型，发现了高度杂合现象以及数百万的单核苷酸变异。分析结果揭示，在栽培种中一些与光合作用、淀粉积累和非生物逆境有关的基因经受了正向选择，而与细胞壁生物合成和次级代谢，包括生氰糖苷（cyanogenic glucoside）形成相关的基因则经受了负向选择，反映出了自然选择和驯化的结果。一些microRNA基因和反转录转座子调控差异可以部分解释驯化木薯中碳通量增高、淀粉累积及生氰糖苷累积下降等变化。

　　这些基因组资源和研究结果为推动木薯生物学研究、基因发现和基因组选择辅助育种提供了一个平台。