记忆|地处西藏,5年发MP/NC/PNAS等14篇通讯文章。西藏农牧科学院尼玛扎西组在青稞基因组及分...

通过我们公众号iPlants统计,该课题组在2015-2019年中已经发表了14篇通讯论文,其中包括1篇Molecalar Plant、1篇PNAS和1篇Nature Communications等多篇高水平等通讯文章。值得我们注意是,该课题组地处我国西藏自治区,环境恶劣,条件艰苦,能够克服困难,作出一系列高水平的成果,实属值得点赞!另外,西藏也拥有我国一些特有的植物物种,为他们研究提供了天然的研究材料。具体如下(由于MP文章刚在线online,还不能在Pubmed中查到):
西藏是世界大麦驯化和青稞多样化品种栽培中心之一。青稞,在植物分类学上是大麦的一个变种---裸大麦,和其他大麦不同,青稞经过藏族人民长达3500~4000年的驯化栽培,已经完全适应了极端高原气候、富含了浓郁民族文化、具有了特殊农艺和品质性状的粮食作物。为培育高产优质青稞品种,揭示青稞的高原适应性机制,解读其起源、驯化及栽培选育过程,西藏自治区农牧科学院联合众多研究单位,在2012年正式启动了青稞基因组研究合作项目。

1. 2015年1月12日,PANS杂志在线发表来自西藏自治区农牧科学院尼玛扎西课题组合作题为“The draft genome of Tibetan hulless barley reveals adaptive patterns to the high stressful Tibetan Plateau”的研究论文。该研究公布了全球首个青稞基因组图谱,这是继小麦、大麦基因组物理图,国际小麦家族基因组研究工作的又一个里程碑式的进步,给未来麦类作物的改良以及其他高原作物的研究工作提供了宝贵的参考资料。

该研究采用全基因组鸟枪法测序,对西藏的地方品种古老的青稞“拉萨钩芒”(Lasa Garma-guri )进行了全基因组测序。研究表明,所获青稞基因组图谱大小为3.89Gb,共占青稞基因组的87%,包含了39,197个蛋白编码基因。随后,研究人员将青稞基因组和其他的禾本科作物基因组进行了比对,结果发现青稞约于1700万年前从粗山羊草(小麦D),乌拉尔图小麦(小麦A)以及冬小麦中分离出来。
通过对10株野生和栽培青稞品种重测序,研究人员发现,野生青稞品种的SNP数目是栽培青稞的2倍,这说明人工选育过程给青稞品种带来了基因瓶颈。而对于人们最感兴趣的,青稞的高原适应性机制问题,研究人员也做了专门的研究,并发现了一系列在青稞品种中发生了正向选择的基因家族。这些基因改变使得青稞具有更好的高原适应性和压力调节机制。
论文链接:http://www.pnas.org/content/early/2015/01/09/1423628112
2. 2018年12月,Nature Communications在线发表了由西藏农牧科学院Nils Stein和Nyima Tashi课题组和华大基因合作题为“Origin and evolution of qingke barley in Tibet”的研究论文。本研究通过遗传学分析来确定青稞的起源与进化问题,明确了青稞进入西藏的路线。
研究人员从西藏和邻近区域如青海、云南选择了能代表现在西藏大麦遗传多样性的69个青稞地方品种、35个青稞育成品种以及10个西藏半野生大麦进行全基因组重测序(平台测序深度~9.6×),结合已经发表的260份全球野生和地方品种的外显子测序数据,共437个大麦材料一起分析。研究发现青稞起源于东方栽培大麦,在距今4,500年前到3,500年前通过巴基斯坦北部、印度和尼泊尔进入西藏南部(见下图III路线)。同时青稞很低的遗传多样性说明,西藏并不是大麦的起源和驯化中心。大麦5个主要驯化基因的单倍型,支持六棱野生大麦和西藏半野生大麦起源于栽培大麦的野化或与野生大麦的杂交,而不支持六棱野生大麦是真正的野生大麦。
论文链接:
https://www.nature.com/articles/s41467-018-07920-5#Sec18

3. 2019年10月27日,Molecular Plant杂志在线发表了来自西藏农牧科学院Nyima Tashi课题组和海南大学罗杰课题组合作题为“Genome-wide dissection of co-selected UV-B responsive pathways in the UV-Badaptation of qingke”的研究论文。该研究揭示了青稞适应高原中高水平的UV-B的代谢及基因基础。

该研究在196种不同的青稞和大麦的谷粒和叶片中进行了全面的代谢谱分析和随后基于代谢物的全基因组关联研究(mGWAS)。研究表明90个重要的mGWAS基因座位于大麦-青科的分化区域,并且发现大量高水平的代谢产物性状等位基因在青稞中显著富集,表明多种苯丙烷类化合物地选择与青稞共进化(见下图)。并且该研究进一步发现黄酮C-戊糖基转移酶,酪胺羟基肉桂酰基酰基转移酶和MYB转录因子等三个新蛋白是在自然变化下苯丙酸含量等决定因素。

论文链接:

https://www.cell.com/molecular-plant/fulltext/S1674-2052(19)30335-1

尼玛扎西 研究员 西藏自治区农牧科学院院长院长
主要经历:1985年7月毕业地西北农业大学农学系,同年8月被分配到西藏自治区农业研究所参加工作,并直接到北京中国农科院研究生院进修一年英语。1992年9月在加拿大沙省大学深造一年,1995年7月考入中国科学院研究生院攻读硕士、博士研究生,1999年获得中国科学院理学博士学位。
主要成就:先后主持和组织实施了40多项科研项目,在国内外学术期刊和学术研讨会上发表中英文科技论文57篇,专著5部(其中英文2部),编辑论文集5部(英文1部,中文4部),组织编译了多套(部)藏文农业科普图书,主持翻译1部英文译文集。先后参与主持选育出了20多个春青稞优异新品种(系),其中鉴定筛选出的藏青148、藏青311、藏青3179,在生产上大面积推广应用,经济效益显著。主持选育的藏青690和藏青2000目前在生产示范推广应用。主持承担国家973计划前期研究项目课题2项、国家科技支撑计划项目1项,同时承担自治区农作物育种重点项目和青稞产业科技重大专项的首席专家。先后实施了7项国际科技合作项目,引进了多项新技术、培养了一批人才、取得了良好的经济和社会效益。先后组织科技人员主持实施了农作物新品种选育、种植业科技成果转化、农业标准化技术示范、新品种示范推广等科技成果转化与示范项目,为我区主要农区筛选出了一批新品种、引进了一批新技术、集成了多个适用技术、促进了农民增收和农业增效。
以上个人介绍来源西藏自治区农牧科学院官网

小麦族多组学网站:http://202.194.139.32

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