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野生柑橘山金柑可作为柑橘遗传学和基因功能研究模式材料
发布时间:2019年04月22日     点击次数:

 

柑橘是世界第一大果树作物,然而,柑橘功能基因组学和遗传学研究一直以来被其长童期、种子多胚性、遗传背景高度杂合等生物学特点所限制,并因此影响了柑橘果实品质的进一步遗传改良。

山金柑(Fortunella hindsii)是一种广泛分布于中国南方的野生柑橘种质,早在南宋韩彦直的《橘录》中,就有其被作为庭院观赏植物的记载。近日,Plant Biotechnology Journal 在线发表了华中农业大学园艺林学学院、园艺植物生物学教育部重点实验室邓秀新/徐强团队题为“Genome sequencing and CRISPR/Cas9 gene editing of an early flowering mini citrus(Fortunella hindsii)”的研究论文,首次报道了单胚山金柑及其基因组、CRISPR/Cas9系统,是柑橘功能基因组学和遗传学研究的理想模式材料。

本研究总结了该团队近10年来对山金柑这一中国特有柑橘种质资源的系统性收集、评价和利用。首次在福建发现具有种子单胚性表型的山金柑,由于其早花、矮化等特点,将其命名为“Mini-Citrus”。田间栽培条件下,山金柑单胚性状稳定,约70%的山金柑实生苗可以当年成花,童期8个月左右。基于单胚山金柑,该团队的研究人员通过连续自交,创建了系列山金柑纯合自交系材料,并利用S3代单株“S3y-45”对山金柑进行了全基因组从头测序和组装,获得了一个373Mb的山金柑参考基因组(Contig-N50 2.2 Mb, Scaffold-N50 5.2 Mb)。比较基因组和系统发生分析结果表明,山金柑与主要栽培柑橘具有较高的基因同源性和相近的进化关系。同时,该研究首次在山金柑上验证了CRISPR/Cas9基因编辑系统,利用山金柑童期短的特点,用时15个月就获得了T1代基因编辑的山金柑植株。因此,山金柑兼具早花、种子单胚性和与主要柑橘栽培品种亲缘关系较近等生物学特点,结合本研究构建的参考基因组、CRISPR/Cas9系统和纯合实验材料等科学平台和工具,有潜力成为柑橘功能基因组学研究的模式材料,为柑橘的遗传改良和育种奠定了坚实的材料基础。

博士研究生朱晨桥、郑雄杰、黄跃为论文共同第一作者,邓秀新教授、徐强教授为共同通讯作者。该研究得到了国家重点研发计划和国家自然科学基金的资助。

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1111/pbi.13132

 

 

 


 
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