生物通报道：继2010年中国农业大学在Nature Genetics杂志上，发表了有关中国重要玉米骨干亲本的全基因组的单核苷酸多态性、插入/缺失多态性以及基因获得和缺失变异图谱之后，再次发表了题为“Genome-wide genetic changes during modern breeding of maize”的文章，阐述了现代玉米育种过程中的发生的基因组遗传变化规律。

这项研究由中国农业大学赖锦盛教授课题组完成，参与研究的包括焦银平、赵海楠、任龙翚及宋伟彬等，赖锦盛教授为通讯作者。同期Nature Genetics还公布了关于玉米基因组分析的其它相关成果：玉米基因组最全面的遗传分析，这些分析数据将有助于满足日益增长人口的营养需求。

玉米是世界主要农作物之一，在很多国家被广为种植。玉米原产于中美洲，是一种喜温作物，生长期较长，需水量比高梁、谷子、大豆等旱粮作物要高，又分布很广，美国是世界上最大的玉米生产国，每年约出产2亿吨玉米，占世界总产量的40%以上。中国玉米产量居第二、巴西第三位。

作为一种重要的农作物，很早之前，科学家就希望能绘制出这种植物的基因组图谱，2009年终于成功测序得出了玉米基因组的草图。过去几十年的玉米育种为玉米产量带来了巨大的增长，但是品种改良过程中带来的基因组水平上的遗传变化之前一直还没有系统的研究。

在这篇文章中，研究人员利用第二代测序技术对来自不同地域以及不同育种年代的278份玉米自交系基因组进行了系统地比较分析，阐述了现代玉米育种过程中的发生的基因组遗传变化规律。

研究发现玉米育种过程中涉及了上千个受选择的靶位点，其中包括编码蛋白的基因以及非编码调控区。同时发现在玉米育种过程中遗传多样性有所丢失，但群体中低频等位基因的不断累积，比例在不断增加。

研究人员通过分析四个具有系谱关系的中国自交系发现，育种过程中玉米基因组的同源区间能够产生广泛的遗传变异，而且这种变异非常迅速。研究还对这些变异类型（包括单碱基突变，插入缺失及基因拷贝数变异）的速率进行了准确的估算。

同期另外一篇文章则分析了一万年前野生玉米被驯化这段时间内，以及随后的繁殖发展阶段里玉米的进化。研究人员完成了75个玉米基因组的重测序，其中包括玉米野生型，传统栽培品种，以及改进后的现代品种。

研究人员在玉米基因组中找到了超过5500万个遗传标记，证明这一基因组在持续发生变化，而且野生型和驯化玉米中都经常出现基因的缺失，或者以不同拷贝数出现，这些变化都与重要的农艺特征相关联，除此之外，在玉米“亲戚”之间存在大量的基因连续性，这说明环境适应perennialism，以及霜冻和干旱也许都能从野生群体传递给驯化玉米。

（生物通：万纹）

原文摘要：

Genome-wide genetic changes during modern breeding of maize

作者简介：

赖锦盛，博士，中国农业大学特聘教授，博士生导师，2007年度 “杜邦青年教授”，2007年度教育部新世纪优秀人才基金获得者。
1996年毕业于中国农业大学植物遗传育种专业，获博士学位。1997-2004年，在美国Rutgers大学Waksman研究所博士后（Postdoc）和研究工作人员(Research Associate)。2005-2006年，在Monsanto公司总部工作， 2006年9月，被聘为中国农业大学特聘教授。

在玉米遗传转化、分子遗传学、比较基因组以及玉米胚乳的功能基因组等方面取得了重要进展：在比较基因组学方面，对玉米亲本自交系间的遗传组成多态性进行了深入研究，首次提出Helitron转座子在玉米种内基因转移中的作用(Lai et al, 2005，PNAS)。对禾本科基因组(玉米、高梁、水稻)进行了系统的比较研究，提出基因转移在打破禾本科基因组微共线性及近缘基因组演化重要作用(Lai et al, 2004a, Genome Research)，并对玉米和高梁的亲缘关系提出新的假说(Zwigona, Lai, et al 2004, Genome Research)。在功能基因组方面，对玉米胚乳全长cDNA 测序，玉米转座子突变群体构建等(Lai et al, 2004b, Genome Research)。在转基因方面，获得稳定高赖氨酸玉米(Lai & Messing, 2002, The Plant Journal)，2005年获美国和世界专利(专利号：美国6849779；世界WO 0012681)。
目前主要从事以下几个方向的研究：

1.玉米籽粒的功能基因组学
2.玉米抗虫抗旱基因工程
3.禾本科植物比较基因组学
4.玉米分子育种
 

打赏

下载安捷伦电子书《通过细胞代谢揭示新的药物靶点》探索如何通过代谢分析促进您的药物发现研究

10x Genomics新品Visium HD 开启单细胞分辨率的全转录组空间分析！

欢迎下载Twist《不断变化的CRISPR筛选格局》电子书

单细胞测序入门大讲堂 - 深入了解从第一个单细胞实验设计到数据质控与可视化解析

下载《细胞内蛋白质互作分析方法电子书》