- 题目:从历史演化角度分析水稻杂种优势构建的遗传机制
- 时间:美国中部时间 2020 年 4 月 1 日(星期三)8PM(北京时间4月2日9AM)
- 地点:Zoom and Bilibili live stream
- 主讲人:林泽川,2006-2010长江大学本科,2010-2013中国农业科学院硕士,2014-2019 北京大学博士,2020-至今 哈佛医学院/布莱根妇女医院 博士后。在读博期间,主要从事基于基因组学/多组学整合的水稻和玉米的群体遗传研究,以第一作者/共同第一作者在Nature genetics, PNAS以及Plant biotechnology journal等杂志发表论文5篇。
中文摘要
我国有超过60%人口以水稻(Oryza sativa L.)为主食。杂交水稻贡献我国约58%水稻总产,因此了解杂交水稻杂种优势形成遗传规律将有助于提高杂交水稻单产,对保障我国粮食安全具有重要意义。目前通过基因组分析虽已定位到大量杂交水稻杂种优势QTLs,然而,育种家如何利用水稻种质培育杂交水稻,目前尚不清楚。本研究利用目前商用两系杂交稻亲本构建的包含2000个组合的杂交群体,结合目前已重测序的4200余份水稻农家种/常规稻品种基因组信息,进行杂种优势位点鉴定和溯源分析。结果表明:(1)目前两系杂交稻父母本均以国际水稻所育成常规稻为基础,但存在显著的遗传差异:杂交父本含有少量的外源基因组的导入(平均5.74%基因组),而杂交母本含有大量的外源基因组的导入(平均22.57%基因组),外源导入基因组的主要供体为我国南方地区常规稻和粳稻,并且亲本基因组导入剂量与杂交后代产量水平关联密切。(2)外源导入基因组差异与杂交稻杂种优势位点有关,如Ghd8/DTH8、NAL1、IPA1和Gn1a等重要杂种优势基因都存在父母本差异遗传导入的现象。其中粳稻血缘贡献显著,虽然仅贡献1.10%父本和2.21%母本基因组,却影响大约一半的杂种优势位点。(3)追溯杂种优势位点变异的形成过程,发现其变异在野生稻中就已存在,在水稻群体驯化过程中受到显著分化选择从而形成各个亚群特异的等位基因,在杂交稻育种过程中进一步聚合分化选择基因获得杂种优势。综上,该研究从群体进化的角度,追溯了杂种优势位点的遗传起源,解析育种家如何利用水稻多样性构建杂交亲本的遗传机制,为强杂种优势组合亲本的构建提供理论基础。
参考文献
Lin, Z., Qin, P., Zhang, X., Fu, C., Deng, H., Fu, X., Huang, Z., Jiang, S., Li, C., Tang, X. and Wang, X., 2020. Divergent selection and genetic introgression shape the genome landscape of heterosis in hybrid rice. Proceedings of the National Academy of Sciences, 117(9), pp.4623-4631.