我国科学家在玉米杂种优势机理方面取得重要进展

在国家重点研发计划“七大农作物育种”专项“主要农作物杂种优势形成与利用机理”（项目编号：2016YFD0100800）资助下，中国农业大学赖锦盛教授课题组在玉米杂种优势机理方面取得重要进展。研究成果以“Extensive intraspecific gene order and gene structural variations between Mo17 and other maize genomes”（种内基因顺序和基因结构变异应该对杂种优势和基因组进化有影响）为题，于2018年7月30日在Nature Genetics《自然·遗传》上在线发表。

玉米是一种重要的粮食作物及经典的遗传模式植物,其自交系之间存在着广泛的遗传变异，不同杂种优势群之间的杂交后代表现出极高的杂种优势现象。以B73自交系为代表的Reid群和以Mo17自交系为代表的Lancaster群是世界上最经典也是最著名的两个玉米杂种优势群。该研究利用第三代测序技术（PacBio单分子测序技术）和BioNano映射技术组装了高质量的玉米Mo17基因组。通过比较B73与Mo17两个基因组，发现在染色体上的基因排列顺序上至少有10%的基因存在非共线性现象，同时基因组结构变异上至少20%的基因存在有可能导致蛋白编码功能改变的重要序列突变。玉米不同自交系基因组间存在的遗传变异相比其他物种内部的遗传变异更为突出,这些种内基因顺序和基因结构的变异对杂种优势和基因组进化有重要影响。该研究结果在基因组学层面对玉米自交系间能够形成特别显著的杂种优势的原因提供了一个新的解释。