狗牙根属起源与耐盐候选基因研究有了新突破

1.5百万年前形成异源四倍体

近日，青岛农业大学/鲁东大学傅金民课题组与美国俄克拉荷马州立大学吴彦奇课题组、华中农业大学张建伟课题组合作，在《植物杂志》（The Plant Journal）上发表最新研究成果。该研究构建了异源四倍体狗牙根（Cynodon dactylon）的参考基因组，揭示了其起源，并发掘了三个关键的耐盐基因。

狗牙根是一种全球分布广泛、广泛使用的暖季型草坪草和牧草，对多种非生物胁迫（如盐碱、践踏、高温和干旱）具有抗性，并且几乎可以在所有土壤类型中良好生长，具有重要的经济和生态价值。然而，四倍体狗牙根的遗传背景复杂，其基因组研究相对落后，导致其起源和耐盐机制的关键点尚未充分阐明。因此，获取狗牙根的基因组资源对于品种改良和耐盐机制的解析具有重要意义。

傅金民课题组结合前期对狗牙根种质遗传多样性的研究、高效稳定的遗传转化平台建立以及优良品种的培育，对狗牙根进行了系统性的研究。研究团队首先成功构建了普通四倍体狗牙根“A12359”的单倍体基因组，其大小为604.03 Mb，包含18条染色体和2套完整的同源染色体，每套约含3万个基因。其次通过系统发育分析，揭示了狗牙根属与复活草分化于大约19.7-25.4百万年前，而狗牙根的两套亚基因组在非洲大陆约于6.3–9.1百万年前分化。基因家族聚类分析表明，虎尾草亚科中共有12319个基因家族，其中狗牙根特有的基因家族有1533个。再者，通过进一步的基因组研究揭示了狗牙根的祖先基因顺序、倍性增加相关的基因共线性模式和基因组演化特性。Ks分析显示，狗牙根在约1.5百万年前形成了异源四倍体。最后，通过全基因组SNP和耐盐性相关的表型数据的GWAS分析，鉴定出与六个农艺性状相关的82个候选基因，其中三个SNP与耐盐基因RAP2-2、CNG通道和F14D7.1有强烈关联，这些基因可能与狗牙根的耐盐性增强有关。

业内人士表示，这项研究为普通狗牙根的遗传背景和起源提供了清晰的认识。这些发现将有助于深入揭示狗牙根耐盐性的分子机制。鉴定的耐盐基因在新品种培育中具有重要应用价值。

相关论文信息：https://doi.org/10.1111/tpj.16729