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[科普中国]-甘蓝基因组

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继白菜基因组测序完成后,2014年,我国科学家主导完成甘蓝(结球甘蓝)基因组测序和分析,研究结果The Brassica oleracea genome reveals the asymmetrical evolution of polyploid genomes发表在《Nature Communications》杂志。同年,法国科学家完成野生甘蓝的基因组测序,研究结果Transcriptome and methylome profiling reveals relics of genome dominance in the mesopolyploid Brassica oleracea发表在《Genome Biology》杂志。

背景甘蓝(Brassica oleraceaL.)为十字花科芸薹属的一年生或两年生草本植物。存在很多变种,比如:最古老的野生甘蓝(Brassica oleraceavar.oleracea),二年生或多年生草本,起源于地中海沿岸和西北欧海滨,其作为蔬菜可追溯至古希腊。在公元前600年,希腊人将野生甘蓝培植成羽衣甘蓝(Kale),它除了可以食用,还被用于景观植物。在13世纪的德国,不同分枝类型的羽衣甘蓝分化出结球甘蓝(Capitata),也就是卷心菜(Cabbage);在14世纪的英国,形成了紫甘蓝(Red cabbage)。在15世纪的法国,栽培出了花椰菜(Cauliflower),我们也称为菜花。另外,还有西蓝花(Broccoli)变种,俗称青花菜,富含丰富维生素C和膳食纤维,含有具强效抗癌性能的多种营养成分。1

基因组信息结球甘蓝测序材料:Brassicaoleraceavar.capitata(line02–12)

数据下载(包括CDS序列、编码蛋白序列、mRNA序列、基因组序列和GFF注释信息)地址a(Bolbase):http://www.ocri-genomics.org/cgi-bin/bolbase/genewise_on_block.cgi?block=R&page=2 地址b(BrassicaDatabase):http://brassicadb.org/brad/downloadOverview.php 地址c(NCBI):https://www.ncbi.nlm.nih.gov/genome/?term=Brassica+oleracea

野生甘蓝测序材料:Brassica oleracea var.oleracea(kale-liketype TO1000DH)

数据下载(包括CDS序列、编码蛋白序列、mRNA序列、基因组序列和GFF注释信息)地址c(NCBI):https://www.ncbi.nlm.nih.gov/genome/?term=Brassica+oleracea

主要结果甘蓝和白菜基因组间存在转座子扩增的不对称性、串联重复基因扩增的不对称性、可变剪切数量的不对称性及共线性区外基因丢失率的不对称性,而在种内的亚基因组间存在基因丢失率差异以及亚基因组间同源基因的序列分化、表达分化、可变剪切分化等不对称性进化。

鉴定了与抗癌植物素生产和形态差异有关的基因,展现了基因组加倍和差异化的结果。

甘蓝的基因组加倍区域存在着大量的染色体重排和基因丢失事件。2

意义对甘蓝等芸薹属作物遗传改良具有重要价值

不仅有助于人们进一步理解芸薹属的基因组进化,还为许多重要作物的研究提供了宝贵线索

解析芸薹属的基因组进化和分化过程,帮助人们更好地对相关蔬菜和油料作物进行育种。

本词条内容贡献者为:

魏大勇 - 副教授 - 西南大学