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由深圳华大基因和河北省张家口市农科院等单位完成的谷子基因组研究成果，今天（14日）于《自然·生物技术》在线发表。科研人员成功构建了谷子全基因组序列图谱，为揭示谷子抗旱节水、丰产、耐瘠和高光合作用效率等生理机制的研究提供了新的途径，并为高产优质、抗逆谷子新品种的培育奠定了坚实的基础。
谷子是重要的禾本科作物，具有生育期短、单株籽粒多、适应性广、抗旱、耐瘠、采用C4光合途径等特点，是很好的抗旱机理及C4光合系统发育与调控研究的作物。科研人员利用两个不同品系亲本的F2代群体，绘制了高密度的遗传图谱。
谷子和水稻大约在5000万年前开始分化，分化之后的基因组结构仍存在明显的共线性。研究人员发现谷子的2号和9号染色体分别由水稻的7号和9号、3号和10号染色体融合而成。同时，他们发现这两次融合事件也发生在高粱的染色体中，由此，研究人员推测这两次染色体融合事件应该发生在谷子和高粱分化之前。研究人员还发现了谷子独立分化出来之后的一次特异性染色体融合事件。这些染色体重组事件是物种遗传变异及物种分化的重要基础。
谷子属于C4植物，与C3植物（如水稻和小麦）相比具有较高的水分利用效率和光合效率。研究人员对谷子中与光合作用有关的重要基因进行了分析，发现C4植物和C3植物均有与碳固定途径有关的基因且相关基因在拷贝数目上的变化差异不大。由此，他们推测C4植物中的C4途径可能是由于调控表达差异所引起功能上的改变导致的。
华大基因副院长张耕耘表示，谷子全基因组序列图谱的完成是进行禾本科比较基因组学研究和功能基因挖掘的重要进展。谷子基因组数据为谷子的生物学研究和新品种选育提供了一个全新的支撑平台。（记者 刘传书）