栽培六倍体燕麦(ena sativa L .)是一种国际重要的谷类作物，被广泛认为是一种健康、营养的全谷物食品。然而，基因组资源的缺乏阻碍了现代植物育种方法的应用。2022年5月18日，《自然》杂志发表了一篇题为“镶嵌燕麦基因组为独特健康的谷物作物提供了见解”的研究论文，作者是来自Nadia Kamal、德国环境健康研究中心等的国际研究团队。本研究公布了栽培六倍体燕麦的高质量参考基因组及其两个祖先物种的基因组:长谷燕麦(二倍体，AA，2n = 14)和岛燕麦(四倍体，CCDD，2n = 4x = 28)。对与人类健康和营养相关的基因家族的详细分析支持了燕麦在无麸质饮食中的安全性。因此，本研究可以提高我们对燕麦基础生物学的认识，加速基因组学辅助育种。
燕麦是禾本科的一员，是一种重要的经济禾本科植物，包括小麦、水稻、大麦、小米、玉米、高粱和甘蔗。燕麦物种在自然界中以二倍体、四倍体和六倍体的形式存在，在地中海、中东、加那利群岛和喜马拉雅山附近表现出最大的遗传多样性。目前，燕麦是一种全球性作物，其产量在谷物中排名第七。与其他谷物相比，燕麦种植需要较少的杀虫剂、杀菌剂或化肥。小麦、大麦、黑麦等谷类储存了大量的面筋蛋白；相比之下，燕麦和大米储存在球状蛋白中。此外，大麦主要用于酿造工艺，而小麦则用于制作面粉和面包。但是燕麦可以直接做成燕麦食用，非常接近天然的原粮。因此，燕麦对健康有相当大的益处，并有可能取代动物性食物。然而，基因组资源的缺乏阻碍了现代植物育种方法的应用。
本研究产生了栽培六倍体燕麦染色体水平的参考序列，并组装了其两个祖先种:长谷燕麦(二倍体，AA，2n = 14)和岛燕麦(四倍体，CCDD，2n = 4x = 28)的基因组。之后借助RNA测序和Iso-seq转录组数据，在燕麦基因组中发现了80608个置信度较高的位点，转座因子占燕麦基因组序列的64%。此外，还发现C亚基因组的二倍体祖先具有更高的转座子活性和数量。此外，还发现燕麦中频繁的基因组重排导致了镶嵌状的基因组结构。
燕麦胚乳细胞壁中的可溶性纤维能降低血胆固醇和餐后血糖反应。类纤维素基因CslF6是谷物中β-葡聚糖生物合成的核心。本研究对纤维素合成酶(GT2)和愈伤葡聚糖合成酶(GT48)家族进行了分类，以确定燕麦β-葡聚糖生物合成的遗传基础。发现燕麦中β-葡聚糖的高含量是由等位基因变异和转录因子驱动的。此外，研究还详细分析了与人类健康和营养相关的燕麦贮藏蛋白相关的基因家族，支持了燕麦在无麸质饮食中的安全性。同时对燕麦表皮蜡质的突变体进行了作图，鉴定为α/β-水解酶的单基因(ESA.00010b.r2 .UnG1403470)。该结果可以帮助育种者操纵燕麦品种中组织特异性表皮蜡成分，以适应未来更热的气候。
表皮蜡质突变体的单基因图谱。
综上所述，本研究公布了栽培六倍体燕麦的高质量参考基因组和两个祖先物种的基因组，在分子水平上看到了燕麦的很多特殊性质，比如燕麦中面筋含量非常少，可以减少面筋引起的过敏和乳糜泻。同时，燕麦还含有较高比例的β-葡聚糖，可降低血液中的胆固醇水平，对糖尿病和代谢性疾病患者有积极作用。这些结果证明燕麦可以作为无麸质食物的证据。
论文链接:https://www.nature.com/articles/s41586-022-04732-y.pdf
温馨提示:本文转自“iPlants”。文章转载仅供学术交流，无商业用途。版权归原作者所有。如涉及侵权，请联系我们，我们将及时修改或删除。
SCI-TOPSCI-由世界知名大学博士团队打造的科研学术分享，SCI论文编辑/SCI期刊分析/SCI论文写作技巧指导/科研工具应用/科研成果转化等。
免责声明：本站所有文章内容,图片，视频等均是来源于用户投稿和互联网及文摘转载整编而成，不代表本站观点，不承担相关法律责任。其著作权各归其原作者或其出版社所有。如发现本站有涉嫌抄袭侵权/违法违规的内容,侵犯到您的权益，请在线联系站长,一经查实,本站将立刻删除。
本文来自网络,若有侵权，请联系删除，作者：穿搭号，如若转载，请注明出处：https://www.sunnysky.cc/chuanda/69038.html
