近日，中國農(nóng)業(yè)科學院作物科學研究所數(shù)量遺傳創(chuàng)新研究組與墨西哥國際玉米小麥改良中心合作，借助高通量測序技術(shù)與全球氣象環(huán)境因子系統(tǒng)解析近千份玉米基因組，揭示玉米在進化和傳播過程中的自然選擇與適應(yīng)的生物學過程。相關(guān)研究成果在線發(fā)表在《分子生態(tài)學（Molecular Ecology）》上。
早在9000年前，玉米起源于墨西哥南部，先是在美洲大陸傳播，被哥倫布帶回歐洲之后，玉米傳遍世界，成為人類的主要糧食作物之一。在漫長而艱難的傳播過程中，經(jīng)歷不同溫度、熱輻射、降雨量等氣候環(huán)境的篩選后，還能夠生存繁衍的玉米最終幸存。研究表明，全球變暖將導致玉米大幅減產(chǎn)，2050年全球產(chǎn)量可能縮減25%，對玉米保持遺傳多樣性形成巨大壓力。開展玉米環(huán)境適應(yīng)性研究，發(fā)現(xiàn)可應(yīng)對未來氣候變化的玉米品種和對應(yīng)的基因組密碼，既有助于揭示其在傳播中的進化過程，對應(yīng)對極端環(huán)境也有重要的現(xiàn)實意義。
研究人員利用特征值全基因組關(guān)聯(lián)分析，對來自20個國家的1143份大芻草、熱帶玉米地方品種、熱帶玉米自交系和溫帶玉米自交系等進行了系統(tǒng)分析，發(fā)現(xiàn)了13個受選擇的基因組區(qū)間，其中10個區(qū)間為首次發(fā)現(xiàn)；結(jié)合7個氣象環(huán)境因子，環(huán)境全基因組關(guān)聯(lián)分析結(jié)果表明，其中2個區(qū)間與環(huán)境變化相關(guān)。研究還提出了玉米的多基因適應(yīng)模型，豐富了環(huán)境變化對玉米適應(yīng)性影響的理解，利用該模型能更好地鑒定適應(yīng)性位點和預測表型變異，對于解析作物適應(yīng)性的遺傳基礎(chǔ)，開發(fā)廣適新品種，具有重要指導意義。
該研究得到了國家重點研發(fā)計劃項目的資助。（通訊員 衛(wèi)斐）
原文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/mec.15169
