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由Aaron J. Bouchie
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数千年前,该地区的人们现在被称为南美洲的驯化素胶质皮脂植物,杂草植物含有小,强烈味道的水果。随着时间的推移,该植物进化到了S.Lycopersicum - 现代栽培的番茄。

虽然今天的西红柿比他们的野生祖先更大更容易,但它们也耐受疾病和环境压力,如干旱和咸土壤。

来自Boyce Thompson Institute的研究人员为S.Pimpinellifolium创造了一种高质量的参考基因组,并发现了基因组的部分,果实风味,尺寸和成熟,胁迫耐受性和抗病性。他们的结果于11月16日出版在自然通信中。

“该参考基因组将允许研究人员和植物育种者改善番茄中果实质量和压力耐受性等特征,例如,通过帮助他们在现代番茄中发现新的基因以及从丢失的S. pimpinelifolium的重新介绍基因时间,“说张君飞,在农业和生命科学学院(CAL)中综合植物科学(SIPS)中的联合交同作者和一名辅助教授。

虽然其他群体先前已经测序的S.Pimpinellifolium,但Fei表示,该参考基因组更加完整,准确,介于能够读取非常长的DNA的尖端测序技术。

“读取短片DNA的较老的测序技术可以识别单基础的突变,”Fei的实验室博士后科学家山武表示,纸上的合作作者。“但他们不擅长找到诸如DNA的大块的插入,删除,倒置或重复等结构变体。”

“番茄的许多已知的特征是由结构变体引起的,所以这就是我们专注于它们的原因,”Fei说。“也被解读,因为它们更难以识别。”

Fei的组将其S.Pimpinellifolium参考基因组与培养的番茄群体相比,称为Heinz 1706,发现了超过92,000种结构变体。

然后研究人员梳理了番茄泛基因组,一个具有超过725个栽培和密切相关的野生西红柿的基因组的数据库,并发现了与许多重要特征相关的结构变体。例如,现代栽培的番茄具有一些基因组缺失,可降低番茄红素水平,具有营养价值的红色颜料,以及减少其蔗糖含量的插入。

吉姆戈瓦甘尼该研究的BTI教师和联合作者表示,许多消费者对现代生产西红柿的质量和味道感到失望,因为过去的养殖努力忽略了这些特征,这些特征有利于表现和产量。

“Identification of the additional genetic diversity captured in the S. pimpinellifolium genome provides breeders with opportunities to bring some of these important features back to store-bought tomatoes,” said Giovannoni, an adjunct professor in SIPS and a scientist with the U.S. Department of Agriculture’s Agricultural Research Service.

研究人员发现了许多可能对植物育种者感兴趣的其他结构变体,包括许多抗病基因和参与果实大小,成熟,激素调节,新陈代谢和花,种子和叶子的发展的基因中的变体。

“在番茄驯化期间,”如此多的遗传多样性,“Fei说。“这些数据有助于带来一些多样性回来并导致西红柿味道更好,更营养更具营养和更具弹性。”

本文中的其他BTI教职员会包括CarmenCatalá.,啜饮辅助助理教授;格雷戈里马丁,啜饮教授;和卢卡斯穆勒是啜饮的辅助教授。还有贡献是苏珊斯特克勒,主任BTI计算生物学中心

该研究得到了国家科学基金会的支持。C.1的基因测序的植物材料是由下午的。Rick番茄遗传资源中心在加利福尼亚大学戴维斯。

Aaron J. Bouchie是Boyce Thompson Institute的一位科学作家。

标题图像:现代栽培番茄的前身茄属pimpinellifolium。由CarmenCatalá实验室照片

本文也出现在康奈尔纪事中。

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