中國(guó)大豆基因組發(fā)布

大豆是重要的糧食經(jīng)濟(jì)作物，為人類提供了主要的油料和蛋白資源。大豆起源于中國(guó)，古稱“菽”，約在5000年前由其野生種馴化而來，隨后廣泛傳播于世界各地。大豆在引種和改良過程中產(chǎn)生了遺傳瓶頸效應(yīng)，使來自不同主產(chǎn)區(qū)的大豆品種間具有顯著的遺傳變異。目前，我們廣泛采用的大豆參考基因組來源于美國(guó)品種“Wi11iams 82”（G1ycine_max_v2.0）。該單一品種的基因組并不能完全代表所有大豆的遺傳變異，特別是和美國(guó)地理距離遙遠(yuǎn)具有明顯遺傳變異的亞洲品種。此外，功能研究發(fā)現(xiàn)該基因組存在多處組裝錯(cuò)誤，影響了功能基因的定位挖掘。

中國(guó)科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所聯(lián)合中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)、江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院種質(zhì)資源與生物技術(shù)研究所、北京貝瑞和康生物技術(shù)有限公司等綜合運(yùn)用單分子實(shí)時(shí)測(cè)序（SMRT）、單分子光學(xué)圖譜（optica1 mapping）和高通量染色體構(gòu)象捕獲技術(shù)（Hi-C），對(duì)中國(guó)國(guó)審大豆品種“中黃13”的基因組 (Gmax_ZH13)進(jìn)行從頭組裝，最終得到1.025 Gb的基因組序列，包含20條染色體和1條葉綠體。該基因組Contig N50為 3.46 Mb，Scaffo1d N50為 51.87 Mb， 是 目前連續(xù)性最好的植物基因組之一。進(jìn)一步分析表明，Gmax_ZH13和Wi11iams 82基因組之間存在著大量的遺傳變異，包括1404個(gè)易位事件、161個(gè)倒位事件、1233個(gè)倒位易位事件，以及在Gmax_ZH13中出現(xiàn)的505506個(gè)小插入/缺失（1-99 bp）和17409個(gè)大插入/缺失（≥100 bp）。

該研究整合大量轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)為Gmax_ZH13基因注釋基因構(gòu)建了一個(gè)完整的基因共表達(dá)網(wǎng)絡(luò)。通過已報(bào)道控制大豆開花時(shí)間的基因與新定位的QTL或GWAS區(qū)間內(nèi)候選基因的共表達(dá)關(guān)系，對(duì)新定位區(qū)間內(nèi)控制該性狀的基因進(jìn)行更精確地篩選，得到26個(gè)可能控制大豆開花時(shí)間的基因，并利用自然群體遺傳變異和表型差異的關(guān)聯(lián)對(duì)其中部分基因進(jìn)行驗(yàn)證，為重要農(nóng)藝性狀基因的挖掘提供了新思路。Gmax_ZH13基因組的發(fā)表為大豆基礎(chǔ)研究提供了重要資源，為國(guó)產(chǎn)優(yōu)異大豆品種的培育奠定了基礎(chǔ)。

（食品科技網(wǎng)）

中國(guó)農(nóng)科院創(chuàng)制高花青素玉米種質(zhì)

近日，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)研究所作物代謝調(diào)控與營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)在高花青素玉米種質(zhì)創(chuàng)制方面取得新進(jìn)展，創(chuàng)制了高花青素紫玉米種質(zhì)，該工作是雙向啟動(dòng)子研究和紫胚種質(zhì)創(chuàng)制工作的延伸，為花青素的功能性食品制造和著色劑生產(chǎn)拓寬新資源。相關(guān)成果發(fā)表在植物科學(xué)類雜志《植物與細(xì)胞生理學(xué)》。

（中國(guó)農(nóng)科院網(wǎng)）

高寒土壤碳氮轉(zhuǎn)化機(jī)制研究取得進(jìn)展

凋落物分解是控制陸地生態(tài)系統(tǒng)中土壤碳氮循環(huán)的一個(gè)關(guān)鍵生態(tài)過程，以往研究大量集中在單一凋落物分解過程上。但是自然狀態(tài)下的陸地生態(tài)系統(tǒng)往往是多物種的混合，由此產(chǎn)生的混合凋落物分解可能會(huì)呈現(xiàn)出協(xié)同效應(yīng)、拮抗效應(yīng)或加和效應(yīng)。因此，凋落物多樣性如何影響地下生態(tài)系統(tǒng)過程，尤其是土壤碳氮的生物地球化學(xué)循環(huán)過程，依然需要深入探討。中國(guó)科學(xué)院成都山地災(zāi)害與環(huán)境研究所副研究員魯旭陽等以藏北具有代表性的紫花針茅—青藏苔草半干旱高寒草原土壤為研究對(duì)象，通過四種典型物種凋落物與土壤混合培養(yǎng)試驗(yàn)，分析了不同凋落物組合下土壤碳氮變化規(guī)律。

研究發(fā)現(xiàn)，混合凋落物會(huì)對(duì)土壤生物地球化學(xué)循環(huán)過程產(chǎn)生不同的影響，對(duì)CO2和N2O排放產(chǎn)生普遍的協(xié)同效應(yīng)，但是對(duì)可溶性有機(jī)碳、總無機(jī)氮以及微生物量碳（MBC）等產(chǎn)生普遍的拮抗效應(yīng)。該團(tuán)隊(duì)利用凋落物的化學(xué)成分計(jì)算出了六種不同的化學(xué)多樣性指數(shù)。研究發(fā)現(xiàn)，不同的化學(xué)多樣性指數(shù)與凋落物的混合效應(yīng)之間均存在顯著的相關(guān)性，綜合多樣性指數(shù)和培養(yǎng)時(shí)間一起可以很好地預(yù)測(cè)凋落物的混合效應(yīng)。

研究認(rèn)為，混合凋落物對(duì)土壤生物地球化學(xué)循環(huán)過程的影響會(huì)受到環(huán)境因子的調(diào)節(jié)，土壤水分條件是影響混合凋落物對(duì)土壤碳氮過程非加和效應(yīng)的因子之一。具體表現(xiàn)在：水分含量的增加會(huì)放大混合凋落物對(duì)CO2排放的協(xié)同效應(yīng)或者減弱對(duì)MBC的拮抗效應(yīng)，但是會(huì)增強(qiáng)對(duì)可溶性有機(jī)碳以及可溶性有機(jī)氮的拮抗效應(yīng)。