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柏连阳院士团队获重大进展

2023-11-22 16:46 作者: 许治远 王立峰 来源: 299222 次阅读

5月5日,柏连阳院士团队在植物学TOP期刊Molecular Plant(分子植物)发表研究论文,在全球范围内首次公布了稻田恶性杂草千金子的染色体级别参考基因组,揭示了千金子的基因组特征及虎尾草亚科的进化机制,鉴定到与除草剂耐受性有关的基因家族特异性扩张,并揭示了我国千金子的群体结构及传播机制。

我国播种面积85%以上的粮食作物受杂草危害,每年直接经济损失约1200亿元。在南方部分直播稻区,千金子已演化成第一大恶性杂草。生产中用于防除千金子的除草剂较少,主要是氰氟草酯、噁唑酰草胺等乙酰辅酶A羧化酶(ACCase)抑制剂类除草剂。长期连续使用此类除草剂,导致千金子已普遍产生抗药性,千金子防治难度进一步增大。

研究人员对89份我国的千金子进行群体基因组学分析发现,千金子在中国的传播路径很有可能是由南部、西南部省份传向长江中下游地区。在传播过程中,千金子的抗除草剂能力逐渐增强,并有大量抗除草剂相关基因受到了选择。

通过比较基因组学分析发现,千金子从其虎尾草亚科共同祖先分离出来后,发生了大量的染色体重排,结合转录组分析发现,千金子中许多抗除草剂相关基因来源于千金子的四倍化。

该研究首次发布了千金子的染色体级别参考基因组和中国千金子的遗传变异图谱,为千金子的精准防控提供了基因组资源。并在基因组水平对千金子的起源、抗药性和适应性进化上进行了深入的分析和挖掘。

省农科院王立峰副研究员、彭亚军助理研究员、陈克博士,浙江农林大学孙学鹏教授和康奈尔大学吴珊博士为该论文的共同第一作者。省农科院柏连阳院士、刘都才研究员和康奈尔大学费章君教授为该论文的通讯作者。该研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、湖南省重大科技专项、长沙市杰出创新青年培养计划、国家现代农业产业技术体系岗位科学家等经费的资助,同时也得到了杂交水稻国家重点实验室、杂草生物学及安全防控湖南省重点实验室的大力支持。

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初审:许治远

复审:傅仁斌

终审:袁万茂

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