大麻种质遗传结构及驯化研究取得新进展 - 云南省农业科学院经济作物研究所

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大麻种质遗传结构及驯化研究取得新进展

日期:2022/07/28  点击:31 次
 陈璇
       近日,BMC Plant Biology(Q1, IF:5.26)在线发表了万博体育手机下载农科院经作所大麻研究团队的题为“Whole-genome resequencing of wild and cultivated cannabis reveals the genetic structure and adaptive selection of important traits”的研究论文(论文链接https://link.springer.com/content/pdf/10.1186/s12870-022-03744-0.pdf)。该研究从全基因组角度系统阐述了中国大麻种质资源的遗传结构,鉴定了栽培大麻驯化的相关基因,尤其是开花时间适应不同纬度光周期变化的分子基础。该研究为促进我国工业大麻品种选育及利用提供了重要参考。

大麻已被人类驯化了数千年,是一种重要的经济作物(主要指工业大麻),其纤维、种子、花和叶被人类广泛利用,然而大麻的遗传结构和驯化适应性选择程度仍不清楚。中国是极少数拥有野生大麻植物的国家之一,项目组收集了中国珍稀大麻野生资源、中国代表性栽培资源、欧洲纤维大麻和北美毒品大麻资源等用于本论文研究。主要结果如下:1)通过资源鉴定证实了中国野生大麻具有开花早、种子小、自然发芽率低、种子具肉阜、易脱落和分枝能力强等特性。2)基于全基因组SNPs数据,阐明了我国野生和栽培大麻的群体遗传结构,包括遗传组成、亲缘关系及其同欧洲纤维大麻和北美毒品大麻的关系。3)除少数地方资源遗传上呈现野生和栽培高度杂合外,中国大麻在遗传上呈现地理近缘分布特点,中国大麻从遗传结构上分为五个类群,即西北野生型、东北野生型、西北栽培型(籽用)、东北栽培型(纤维用)和西南栽培大麻(多用途)。4)鉴定了开花时间、种子萌发、种子大小、抗非生物逆境等栽培大麻驯化重要性状的相关基因,证明了大麻通过调节开花基因(FT-like)表达来适应不同纬度光周期变化。这些研究结果及产出的基因数据为下一步揭示大麻重要性状的遗传机制和创制突破性品种奠定了基础。

万博体育手机下载农科院经作所陈璇研究员为论文第一作者,经作所杨明研究员和中国科学院昆明动物所柳延虎博士为共同通讯作者。该研究得到了国家麻类产业技术体系、万博体育手机下载农业基础研究联合专项重点项目和万博体育手机下载高层次人才培养专项的资助。(审核人:杨万林)

野生大麻和栽培大麻在原生境生长状态



大麻种质资源遗传结构