生物实验技术

继2010年中国农业大学在Nature Genetics杂志上，发表了有关中国重要玉米骨干亲本的全基因组的单核苷酸多态性、插入/缺失多态性以及基因获得和缺失变异图谱之后，再次发表了题为“Genome-wide genetic changes during modern breeding of maize”的文章，阐述了现代玉米育种过程中的发生的基因组遗传变化规律。

这项研究由中国农业大学赖锦盛教授课题组完成，参与研究的包括焦银平、赵海楠、任龙翚及宋伟彬等，赖锦盛教授为通讯作者。同期Nature Genetics还公布了关于玉米基因组分析的其它相关成果：玉米基因组最全面的遗传分析，这些分析数据将有助于满足日益增长人口的营养需求。

玉米是世界主要农作物之一，在很多国家被广为种植。玉米原产于中美洲，是一种喜温作物，生长期较长，需水量比高梁、谷子、大豆等旱粮作物要高，又分布很广，美国是世界上最大的玉米生产国，每年约出产2亿吨玉米，占世界总产量的40%以上。中国玉米产量居第二、巴西第三位。

作为一种重要的农作物，很早之前，科学家就希望能绘制出这种植物的基因组图谱，2009年终于成功测序得出了玉米基因组的草图。过去几十年的玉米育种为玉米产量带来了巨大的增长，但是品种改良过程中带来的基因组水平上的遗传变化之前一直还没有系统的研究。

在这篇文章中，研究人员利用第二代测序技术对来自不同地域以及不同育种年代的278份玉米自交系基因组进行了系统地比较分析，阐述了现代玉米育种过程中的发生的基因组遗传变化规律。

研究发现玉米育种过程中涉及了上千个受选择的靶位点，其中包括编码蛋白的基因以及非编码调控区。同时发现在玉米育种过程中遗传多样性有所丢失，但群体中低频等位基因的不断累积，比例在不断增加。

研究人员通过分析四个具有系谱关系的中国自交系发现，育种过程中玉米基因组的同源区间能够产生广泛的遗传变异，而且这种变异非常迅速。研究还对这些变异类型（包括单碱基突变，插入缺失及基因拷贝数变异）的速率进行了准确的估算。