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水稻所在水稻泛基因組研究方面取得系列進(jìn)展
近日，水稻所分子育種團(tuán)隊(duì)（下稱“團(tuán)隊(duì)”）在水稻泛基因組應(yīng)用、泛基因組構(gòu)建技術(shù)理論研究等方面取得系列進(jìn)展，以第一單位發(fā)表論文3篇。
應(yīng)用自主研發(fā)的泛基因組技術(shù)體系，在水稻稻瘟病抗病基因挖掘方面取得新進(jìn)展。團(tuán)隊(duì)在前期構(gòu)建的水稻泛基因組（Genome Biology，2023）基礎(chǔ)上，鑒定出一個(gè)具有全生育期廣譜抗性且對(duì)產(chǎn)量無影響的新位點(diǎn)qPBR1，并確定了其候選功能基因（圖1）。該研究為培育具有持久、廣譜稻瘟病抗性的水稻品種提供了寶貴的基因資源，更進(jìn)一步證實(shí)了團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)的泛基因組技術(shù)體系的實(shí)用性，能突破泛基因組與遺傳分析對(duì)接的技術(shù)瓶頸，促進(jìn)泛基因組技術(shù)在功能基因組學(xué)研究中的應(yīng)用。相關(guān)結(jié)果以“Pangenome-Wide Association Study and Transcriptome Analysis Reveal a Novel QTL and Candidate Genes Controlling both Panicle and Leaf Blast Resistance in Rice”為題發(fā)表在Rice（中科院一區(qū)，IF=5.5）上，團(tuán)隊(duì)王健博士為第一作者，團(tuán)隊(duì)胡海飛博士和陽江農(nóng)科所姜先芽為共同第一作者，團(tuán)隊(duì)趙均良研究員為通訊作者，我院植保所楊健源研究員為共同通訊作者。
圖1 穗稻瘟病抗性 (PBR) 的 QTL 定位和 qPBR1 的精細(xì)定位。
比較了植物泛基因組構(gòu)建和分析的三種主要方法，提出“圖泛基因組有望成為新一代的參考基因組”的觀點(diǎn)。團(tuán)隊(duì)對(duì)植物泛基因組構(gòu)建和分析的三種主要方法進(jìn)行比較（表1）。提出隨著長(zhǎng)讀測(cè)序和生物信息學(xué)工具的進(jìn)步，圖泛基因組可實(shí)現(xiàn)高效的基因組分析和可視化，能夠更精確地處理基因組數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)新的遺傳變異，有望成為新一代的參考基因組。相關(guān)論述以“Technological development and advances for constructing and analysing plant pangenomes”為題發(fā)表在Genome Biology and Evolution（中科院二區(qū)，IF= 3.4）上，團(tuán)隊(duì)胡海飛博士為第一作者，趙均良研究員、華南農(nóng)業(yè)大學(xué)聯(lián)培生李日盛參與了此工作，西澳大學(xué)David Edwards教授為通訊作者。
表1 植物泛基因組構(gòu)建和分析的三種主要方法的比較
探討泛基因組數(shù)據(jù)可視化的機(jī)遇與挑戰(zhàn)，提出泛基因組構(gòu)建和分析的最佳實(shí)踐方案。針對(duì)新興的圖形化泛基因組技術(shù)，結(jié)合團(tuán)隊(duì)前期大量研究和實(shí)踐，全面探討了泛基因組數(shù)據(jù)可視化的機(jī)遇與挑戰(zhàn)，提出線性或圖形泛基因組最佳構(gòu)建策略的建議，同時(shí)對(duì)其在多組學(xué)數(shù)據(jù)庫整合、功能基因挖掘及育種改良等方面的應(yīng)用前景進(jìn)行了展望（圖2）。相關(guān)結(jié)果以“Plant pangenomics, current practice and future direction”為題發(fā)表在農(nóng)業(yè)新興期刊Agriculture Communication，團(tuán)隊(duì)胡海飛博士為第一作者，趙均良研究員、王健博士、聶帥博士參與了此工作，西澳大學(xué)David Edwards教授為通訊作者。
圖2 泛基因組的構(gòu)建方法、下游分析和應(yīng)用
原文鏈接：
1. https://doi.org/10.1186/s12284-024-00707-x
