BMC Biology | 山东农业大学孔令让教授课题组研究揭示小麦亚基因组在二倍化过程中的差异核苷...

近日，山东农业大学孔令让教授课题组在BMC Biology杂志在线发表题为“Distinct nucleotide patterns among three subgenomes of bread wheat and their potential origins during domestication after allopolyploidization”的研究论文，揭示了小麦亚基因组在二倍化过程中的差异核苷酸进化模式。

面包小麦（Triticum aestivum，AABBDD）是全球最为重要的作物之一，它的进化是一个复杂的过程。与其他作物相比，面包小麦的物种形成和全球驯化在很短的时间内完成。在异源多倍化后的驯化过程中，面包小麦的三个亚基因组发生了深刻的变化。DNA碱基组成是基因组的一个重要特征，它在数千个物种的基因组、染色体和多态性位点水平上都遵循单链碱基相等规则和[AT]-增长模式。系统分析面包小麦及其野生祖先的碱基组成，有助于进一步了解异源多倍体物种全基因组/亚基因组碱基组成的进化模式及其潜在原因。

孔令让课题组利用来自世界各地的93份面包小麦及其祖先的多态性位点数据及其相应的参考基因组序列，发现六倍体面包小麦在基因组、亚基因组、染色体和多态性位点水平上都保持着单链碱基相等规则和[AT]-增长模式。然而，与A、B亚基因组相比，从粗山羊草到面包小麦的D亚基因组在多态位点上的[AT]-增长最快。有趣的是，三个亚基因组的[AT]-增长主要是由非选择性区段的基因间区引起的，尤其是D亚基因组。进一步的转换频率和序列分析表明，三个亚基因组具有相同的突变类型，而D亚组在高频突变类型上的突变率最高。对D亚基因组[AT]值相关位点/基因的探索表明，D亚基因组的最快[AT]-增长可能与分布在面包小麦三个亚基因组上的DNA修复系统的不完全融合有关。

这篇论文所揭示的小麦亚基因组差异核苷酸进化模式对于深入解析多倍化物种再次二倍化的进化过程具有重要意义，也为小麦驯化改良提供了新的理论依据。山东农业大学孔令让教授为该论文的通讯作者；山东农业大学赵炎博士和董鲁浩博士生，以及中国农业大学王学强博士和蒋聪慧博士生为该论文的第一作者；中国农科院作物所李鸣博士也参与了该项研究。该研究得到了国家重点研发计划、山东省良种工程项目等基金资助。

论文链接：

https://bmcbiol.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12915-020-00917-x