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武漢植物園在小粒咖啡種質資源全基因組重測序解析研究上取得進展

  小粒咖啡(Coffea arabica)隸屬於茜草科(Rubiaceae),是一種多年生的重要經濟作物。隨著全球對特色咖啡需求的顯著增加,開發市場需求高的咖啡品種是必不可少的,埃塞俄比亞作為小粒咖啡基因庫的主要來源,其種質資源具有很高的價值,可用於培養優良性狀的品種。基因組重測序可以促進分子育種,且通過重測序分析產生的標記有助於推進傳統作物育種方法,進而縮短開發新品種所需的時間。因此在咖啡中開發和使用基因組重測序可以促進具有優良性狀的品種的培育

  武漢植物園研究人員與埃塞俄比亞研究人員通過合作研究,利用Illumina測序技術對埃塞俄比亞生物多樣性研究中心Choche種質庫中的90份咖啡種質材料進行了基因組重測序,得到了974萬SNP和134萬InDel。同時利用全基因組SNP標記進行係統發育分析,分析發現這些咖啡種質聚為四個主要大的分支,每個大的分支中包含若幹小的分支,其聚類方式與種質資源的地理來源高度關聯;本研究中發現的SNPs可能與咖啡中咖啡因含量、產量、疾病和害蟲等重要農藝性狀的重要基因通路的變異有關,可能是寶貴的新等位基因變異來源,可以被利用來推進咖啡基因組研究和種質改良。 

  該研究成果以“Whole-genome resequencing of Coffea arabica L. (Rubiaceae) genotypes identify SNP and unravels distinct groups showing a strong geographical pattern” 為題發表在國際植物學期刊BMC Plant Biology上。武漢植物園埃塞俄比亞籍博士研究生Yeshitila Mekbib為論文第一作者,本研究由武漢植物園王青鋒研究員和胡光萬研究員共同指導完成。研究工作得到湖北省重點研發計劃(2020BHB022)、國家自然科學基金(31961143026,31970211)、中國科學院國際合作計劃(151853KYSB20190027)以及中國科學院中-非聯合研究中心項目(SAJC202101)的支持。 

  論文鏈接 

1 小粒咖啡(Coffea arabica L.)基因組不同區域SNP分布情況


2 小粒咖啡(Coffea arabica L.)基因組中檢測到的過渡和反轉SNPs


圖:3 小粒咖啡(Coffea arabica L.)種質資源的係統發育圖

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