PNAS：中外科学家通过绘制辣椒基因组序列发现其进化与驯化的线

中国北京基因组研究所、四川农业大学等处的一个国际研究组完成野生与栽培的辣椒的基因组序列，发现了这种作物的进化与驯化的线索。这些基因组序列有可能帮助改善辣椒育种项目的有效性。相关文章发表于2014年3月3日的《PNAS》杂志上。

在大约公元前6000年被美洲原住民驯化的辣椒是一种具有商业重要性的食品、医学和观赏作物，2011年全世界收获了3460万吨辣椒鲜果。然而辣椒果的尺寸、形状和产量背后的分子机制尚不清楚。

Cheng Qin及其同事测出了中国贵州省生长的栽培种辣椒Zunla-1 (Capsicum annuum L.)以及它的生长在墨西哥中北部的野生祖先Chiltepin(C. annuum var. glabriusculum)的参考基因组序列。这组作者报告说，大小为3.26Gb的辣椒基因组的81%以上是由称为转座子的移动遗传元素构成的，这些基因组插入很可能发生在30万年前，这导致了辣椒家族的进化史上的较晚近的基因组扩张。

系统发生分析提示，辣椒很可能与它的亲缘物种马铃薯和番茄在大约3600万年前分离。此外，这组作者扫描了18个主要的栽培种辣椒品种的基因组，以寻找人工选择的迹象，结果识别出了推起起来与驯化有关的基因，这可能解释野生和栽培种辣椒之间的差异;在这些基因中有一些可能与种子休眠缩短、抗病原体和抗逆性增强以及储存寿命增加有联系。

此外，这组作者识别出了具有辣椒特异性的基因重复以及一个与辣椒素的积累有联系的基因-剂量补偿机制，它导致了一些辣椒品种的辣味有差异。这组作者说，这些基因组序列有可能帮助改善辣椒育种项目的有效性。

原文摘要：

Whole-genome sequencing of cultivated and wild peppers provides insights into Capsicum domestication and specialization

As an economic crop, pepper satisfies people’s spicy taste and has medicinal uses worldwide. To gain a better understanding of Capsicum evolution, domestication, and specialization, we present here the genome sequence of the cultivated pepper Zunla-1 (C. annuum L.) and its wild progenitor Chiltepin (C. annuum var.glabriusculum). We estimate that the pepper genome expanded ∼0.3 Mya (with respect to the genome of other Solanaceae) by a rapid amplification of retrotransposons elements, resulting in a genome comprised of ∼81% repetitive sequences. Approximately 79% of 3.48-Gb scaffolds containing 34,476 protein-coding genes were anchored to chromosomes by a high-density genetic map. Comparison of cultivated and wild pepper genomes with 20 resequencing accessions revealed molecular footprints of artificial selection, providing us with a list of candidate domestication genes. We also found that dosage compensation effect of tandem duplication genes probably contributed to the pungent diversification in pepper. The Capsicumreference genome provides crucial information for the study of not only the evolution of the pepper genome but also, the Solanaceae family, and it will facilitate the establishment of more effective pepper breeding programs.

标签: 辣椒 基因组序列 进化与驯化

作者：生物帮 点击：次