近日，華中農(nóng)業(yè)大學(xué)任喜峰教授和孫東發(fā)教授團(tuán)隊(duì)結(jié)合基因組與環(huán)境的關(guān)聯(lián)分析方法，解析了野生大麥群體響應(yīng)氣候變暖的遺傳模式。該研究成果以“Genomic evidence for climate-linked diversity loss and increased vulnerability of wild barley spanning 28 years of climate warming” 發(fā)表在期刊Science of the Total Environment上。

 

　　野生大麥對氣候變暖的遺傳響應(yīng)模式

 

　　大麥?zhǔn)鞘澜缟献钤绫获Z化的禾谷類作物之一，其祖先——野生大麥（Hordeum. vulgare ssp. spontaneum）至今仍生長于近東新月沃地。該研究通過對1980年和2008年收集的野生大麥種群進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)經(jīng)過28年的氣候變暖，野生大麥的遺傳多樣性降低、選擇壓增高、有害突變比例和突變負(fù)荷增加。與環(huán)境關(guān)聯(lián)分析后發(fā)現(xiàn)溫度和濕度是影響野生大麥基因組變異的主要因素。同時(shí)，鑒定了包括過氧化物酶家族和熱休克蛋白家族的690個(gè)與氣候變量相關(guān)的基因，其中熱休克蛋白家族HSP20基因HORVU2Hr1G120170在28年的氣候變暖過程中處于強(qiáng)選擇狀態(tài)，推測其衍生的單倍型是野生大麥適應(yīng)日益變暖環(huán)境的關(guān)鍵基因。另外，通過機(jī)器學(xué)習(xí)方法預(yù)測了2041至2100年碳排放背景下野生大麥群體的基因組脆弱性和對環(huán)境條件的遺傳適應(yīng)潛力。該研究不僅明確了氣候變暖背景下大麥種群遺傳響應(yīng)的新模式，而且為野生種質(zhì)資源的有效利用提供了指導(dǎo)。

 

　　據(jù)悉，我校作物遺傳育種專業(yè)博士研究生周羽為第一作者，植物科學(xué)技術(shù)學(xué)院任喜峰教授為該論文的通訊作者。來自以色列海法大學(xué)的Eviatar Nevo教授、加拿大圣瑪麗大學(xué)的Genlou Sun教授和蘭州大學(xué)的李克欣教授對該研究提供了大力支持。本研究得到了現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系項(xiàng)目的資助。