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日本公开全球500多种萝卜的基因组信息

日本公开全球500多种萝卜的基因组信息日本公开全球500多种萝卜的基因组信息
日本东北大学研究生院农学研究科2014年全球率先发布了萝卜基因组碱基序列信息 ， 此次又带头与千叶县Kazusa DNA研究所和农业食品产业技术综合研究机构（以下简称“农研机构”）蔬菜花卉研究部门合作 ， 以当地品种为主 ， 分析了全球各地500多种萝卜的DNA ， 明确了全球品种间的差异（SNP：单核苷酸多态性） 。根据遗传信息 ， 全球的萝卜主要分为四大类 ， 日本的品种单独为一个类别 。 详细研究内容预定发布在国际科学期刊《DNA Research》上 ， 已于2020年3月13日率先发布于网络版 。利用此次的成果 ， 控制萝卜特有特征（性状）的基因探索、利用基因组信息的育种（品种开发） ， 以及识别品种的DNA分析技术开发均有望加速 。萝卜是全球广泛种植的十字花科蔬菜 。 欧洲等地区主要种植樱桃萝卜 ， 南亚和东南亚种植食用种荚的鼠尾萝卜 ， 东亚地区则种植根茎又大又粗的萝卜 。 日本各地都有自己独特的地方品种 ， 目前已知的地方品种总共达100多种 ， 除了普通的青头萝卜和白萝卜外 ， 还有根茎为圆形的“圣护院萝卜”、直径达30cm的“樱岛萝卜”、形状细长达到2m以上的“守口萝卜”、比较辛辣的“辛味萝卜” ， 以及根茎较细、主要食用叶子的“小濑菜萝卜”等 。不过 ， 此前对遗传上如何决定萝卜的这些特征知之甚少 。 2014年 ， 以东北大学研究生院农学研究科的西尾刚教授（现为名誉教授）和北柴大泰副教授（现为教授）为中心组成的研究团队 ， 全球率先发布了青头萝卜的基因组碱基序列信息 ， 利用基因组信息的遗传学研究由此拉开帷幕 。 之后又有多家研究机构公开精度更高的基因组碱基序列信息 。但除青头萝卜以外 ， 其他品种的基因信息无论是品种和品系数量还是信息量都非常少 。 要想找出决定形状和成分等差异的基因和决定不同品种特征的基因 ， 需要通过大范围的染色体（全基因组）明确在很多萝卜品种和品系之间存在差异的庞大SNP（单核苷酸多态性） 。 近年来 ， 随着新一代测序仪的出现和利用测序仪的分析技术的发展 ， 已经可以迅速明确基因组信息 ， 因此研究团队以全球的萝卜为对象 ， 实施了全基因组SNP分析 。研究成果1．以世界各地种植的萝卜（Raphanus sativus L.）的品种、野生品系 ， 以及与R. sativus为近缘的其他野生品种（R. raphanistrum和R.maritimus）共约500种为对象 ， 明确了染色体上约53,000个位置的SNP（图1） 。 分析的萝卜品种和品系数量为史上最多 ， 检测出的总SNP数量约为2,100万 ， 也是全球最多的 。日本公开全球500多种萝卜的基因组信息
图1：检测出的SNP在染色体上的分布用红色显示了约53,000处SNP中的一部分的位置 。 Rs1~Rs9表示染色体编号 。2．整理这些数量庞大的信息 ， 以研究人员和品种开发人员方便利用的形式构建了数据库 。 预定近日在Kazusa DNA研究所运营的网站http://radish.kazusa.or.jp上公开 。3．根据此次研究明确的遗传信息进行品系解析 ， 确认了以下两点 。1）约500个品种和品系根据地理分布主要分为四类 。 日本的品种和品系与东亚（中国和韩国）不同 ， 形成了独自的类别（图2） 。日本公开全球500多种萝卜的基因组信息
图2：根据SNP信息分析的各品种的遗传分布（主座标分析）各图分别显示了品种 ， 在计算的遗传位置绘制 。 绿色表示源自日本的品种和品系 ， 形成了一个单独的类别 。2）日本的萝卜以前一直被认为是经由中国和韩国传入的 。 但此次解析发现可能存在新的传播途径 ， 即经由南亚和东南亚传入西南诸岛和南九州 ， 然后传播到日本国内 。


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