大豆泛基因组研究进展

Frontiers of soybean pan-genome studies

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摘要人工驯化为农业发展提供了原始驱动力,也深刻地改变了许多动植物的遗传背景.伴随组学大数据理论和技术体系的发展,作物基因组研究已迈入泛基因组时代.借助泛基因组的研究思路,通过多基因组间的比较和整合,能够评估物种遗传信息上界和下界,认知物种的遗传多样性全貌.此外,将泛基因组与染色体大尺度结构变异、群体高通量测序及多层次组学数据相结合,可以进行更为深入的性状-遗传机制解析.大豆(Glycine max(L.)Merr.)是重要的粮油经济作物,大豆产能关乎国家粮食安全.对大豆遗传背景形成、重要农艺性状关键位点的解析,是实现更高效的大豆育种改良的前提.本文首先对泛基因组学的核心问题进行了阐述,解释了从头组装/比对组装、迭代式组装和图基因组等泛基因组研究策略的演变历程和各自特征;接着对作物泛基因组研究的热点问题进行了概括,并且以大豆为例详细阐释了包括类群选择、泛基因组构建、数据挖掘等方面在内的泛基因组研究的开展思路,着重说明染色体结构变异在大豆演化/驯化历程中的贡献及其在农艺性状遗传基础挖掘上的价值;最后讨论了图泛基因组在数据整合、结构变异计算方面的应用前景.本文对作物泛基因组未来的发展趋势进行了展望,以期为作物基因组学及数据科学研究提供参考.