近日，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院北京畜牧獸醫(yī)研究所飼草育種與栽培創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)研究發(fā)現(xiàn)了苜蓿屬種內(nèi)與種間基因交流引入有助于適應(yīng)當(dāng)前和未來氣候的基因，并預(yù)測(cè)出不同地域苜蓿群體應(yīng)對(duì)氣候變化的適應(yīng)性。相關(guān)研究成果以“Evolutionary genomics of climatic adaptation and resilience to climate change in alfalfa”為題發(fā)表在《分子植物（Molecular Plant）》（影響因子27.5）。

 

　　紫花苜蓿是最重要的豆科牧草，具有適應(yīng)性強(qiáng)、蛋白含量高等特點(diǎn)，有“牧草之王”的美譽(yù)，是奶牛等家畜最優(yōu)質(zhì)的牧草之一，全球種植面積超過4500萬公頃。然而全球氣候變化導(dǎo)致極端天氣頻繁發(fā)生，對(duì)全球食物安全造成了嚴(yán)重威脅。因此，培育氣候變化適應(yīng)性強(qiáng)的抗逆高產(chǎn)植物新品種是保障食物安全的重要措施。

 

　　研究人員對(duì)來自全球704份苜蓿屬材料進(jìn)行了基因組數(shù)據(jù)分析，相關(guān)材料涵蓋了苜蓿屬的一年生和多年生的24個(gè)物種，其中紫花苜蓿復(fù)合體材料共473份。利用潛在變量混合分析（LFMM）篩選與氣候因子相關(guān)的基因組變異位點(diǎn)，并鑒定出490個(gè)氣候適應(yīng)性相關(guān)的候選基因，包括CYP450和DREB等逆境脅迫相關(guān)基因；利用群體分化分析（PBS）鑒定到1181個(gè)氣候適應(yīng)性相關(guān)的候選基因（圖2）。全部1671個(gè)氣候適應(yīng)性相關(guān)候選基因在基因組染色體上非均勻分布，功能主要富集在脅迫響應(yīng)和生殖發(fā)育等生物學(xué)過程。該研究鑒定了包含紫花苜蓿在內(nèi)的多個(gè)苜蓿屬物種遺傳改良的重要基因，為苜蓿全基因組設(shè)計(jì)育種奠定基礎(chǔ)，對(duì)全球氣候變化的大背景下，培育具有氣候變化適應(yīng)性的優(yōu)異苜蓿新品種具有重要意義。

 

　　中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院北京畜牧獸醫(yī)研究所張帆博士（現(xiàn)深圳農(nóng)業(yè)基因組研究所博士后）與龍瑞才副研究員為論文共同第一作者，北京畜牧獸醫(yī)研究所楊青川研究員與深圳農(nóng)業(yè)基因組研究所周永鋒研究員為共同通訊作者。華盛頓州立大學(xué)張志武教授、美國(guó)農(nóng)業(yè)部余龍喜教授等參與了該研究。該研究得到了國(guó)家牧草產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系和中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院創(chuàng)新工程項(xiàng)目的資助。

 

　　原文鏈接：DOI:https://doi.org/10.1016/j.molp.2024.04.013