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本期作者:Meng Wang
编者按:尽管近两年的IF不是很理想,Plant Cell(下简称PC)无疑仍是也将会继续是植物学研究的殿堂级期刊。从11月28日小编推送PC上小麦种子萌发/休眠的QTL文章开始,接下来每周周二,我们会将2005年以后在PC上发表的小麦领域研究论文进行逐一梳理和推送,以飨读者。需要特别指出的是,本合辑题为“我要上PC”,是比照“我要上春晚”而诙谐命名;由于对研究内容要求较系统、文章发表要求较高和审稿机制较严格,PC上面的文章确实值得深入学习;但我们公众号倡导大家把更多的目光放在学习这些文章的思路、内容和意义上,而不是只看重和崇拜高影响因子^_^。
前几天在我们公众号的教师群里(还有没加教师群的老师?给我们留言~),有老师建议我们推送的文章内容和相关的研究方向更加多样化,让小编忍不住又去回顾了自己统计的2005年至今PC上小麦研究领域文章的统计数据,发现虽然PC上发表的小麦研究文章很少,但确实一定程度上反映了小麦研究的热点,包括小麦的组学、进化与多倍体化、关键QTL的克隆、生物胁迫与非生物胁迫、籽粒大小与硬度等小麦研究的热点问题,其中小麦多倍体化和抗病相关的研究文章最多(下图)。其实这点在2014年Science的小麦专辑中也体现的很明显,专辑一共包括四篇文章,一篇是小麦的全基因组测序草图,一篇是3B染色体的精细图谱,一篇是小麦的多倍体化分析,最后一篇是小麦籽粒的高分辨率转录组。后续我们公众号也会尽量多关注各个领域的研究文章,而且目前也很荣幸的邀请到小麦育种方向的专家宋印明老师为我们每周撰写文章。囿于小编的能力,也欢迎各位读者投稿自己研究领域和兴趣点的解读文章。
刚才提到小麦籽粒研究,今天就尝试解读2010年4月发表在PC上的文章“A Genetic Framework for Grain Size and Shape Variationin Wheat”,文章主要在JIC完成,通讯作者为John W. Snape。
籽粒大小(size)和形状(shape)是影响作物产量和品质的重要因素,在番茄、水稻等作物中鉴定了一系列控制籽粒大小或形状的遗传位点和基因,包括有名的fw2.2、GS3、GW2等,而且通过分析这些遗传位点和基因发现,籽粒的大小和形状的调控是不同的。本文利用表型分析、QTL分析、进化比较等手段,尝试构建了小麦籽粒大小和形状的遗传框架脉络。
该研究构建了一套基于数码成像的高通量小麦籽粒大小和形状统计分析系统,首先选取了六套DH群体材料(母本皆为现代栽培种),对千粒重、籽粒宽度、长度等性状指标进行了测定和比较,发现现代栽培种中籽粒大小和形状的变异较小(下图);并利用群体进行了QTL分析,发现了5A、6A等染色体上籽粒性状相关的QTL位点,但是籽粒的大小在遗传上是独立于籽粒的性状的。作者也在文章的讨论部分,探讨了这些遗传QTL与水稻、番茄等作物中控制籽粒大小和形状的遗传位点及基因的关系。
接下来,作者选取小麦发源地新月区的多种祖先种材料进行进一步的分析,发现小麦祖先种中籽粒的大小和形状的变异较大,表型富有多样性。通过与现代栽培种比较,说明小麦在驯化和育种过程中,小麦籽粒由细长(long and thin)逐渐选择为更短、更宽(wider and shorter);更重要的是,由于瓶颈效应,现代栽培种中的遗传多样性被极大地限制。
总的来说,这篇文章虽然没有克隆到基因,也没有什么分子实验,但是利用了大量的遗传材料和数据,阐明了自然选择、人工驯化和育种过程对于小麦重要农艺性状-籽粒大小和性状的影响,文章发表后也获得了大量的引用,可见该文之重要性。
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GMT+8, 2024-12-29 07:58
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