
栽培种苎麻(左图)和野生青叶苎麻(右图)形态比较。
近日,中国农业科学院麻类研究所联合有关单位开展野生和栽培苎麻基因组比较及群体进化分析,首次系统揭示了苎麻驯化过程中基因组的演化特点,并发现了多个纤维生长相关基因的驯化选择印迹。
该团队负责人刘头明介绍,苎麻是中国古老的作物,原产于我国的西南地区,中国的苎麻产量占全世界苎麻产量的90%以上,苎麻在国际上又被称为“中国草”。目前,苎麻属约有120个种,中国已发现31个品种和12个变种。苎麻主要有纤维用和饲用两大用途。其中饲用苎麻的粗蛋白含量高(类似于苜蓿的特征),适合作为饲料,成为苎麻开发的一个主要新用途。
当前,我国对苎麻的研究方向为纤维性状的改良。刘头明说:“不同用途的苎麻对苎麻纤维水平的要求不一样。以纺织品生产为目的苎麻需要更高的纤维产量和品质,而饲料生产则需要相对低纤维的苎麻来便于切碎加工和动物采食。”由此来看,解析苎麻纤维形成机制,对于定向选育高纤维纤用苎麻或低纤维饲用苎麻均具有重要的意义。刘头明介绍,本次研究就是以野生苎麻为材料,以饲用功能为目的,以传统育种技术和分子生物学为手段,最终实现饲用苎麻的从头驯化。
在研究过程中,研究人员测序组装了野生品种“青叶苎麻”和栽培品种“中饲苎1号”的基因组,得到了两个高质量基因组,通过序列比较发现两个基因组存在大量序列变异。研究人员通过进一步对14个野生青叶苎麻种质和46个栽培种质进行重新测序,构建了苎麻的基因组变异图谱。通过野生和栽培种苎麻基因组的组装和比较,并结合群体变异组分析,科研人员发现了多个与纤维产量相关的基因组片段具有清晰的驯化选择印迹。
目前,该研究已得到国家自然科学基金,中国农业科学院农业科技创新工程和现代农业产业技术体系项目资助。
(周怀宗 文/图)

