河南农业大学学术副校长发表《Nature Communications》

近日，河南农业大学王道文研究员团队联合中国科学院遗传与发育生物学研究所刘志勇研究员团队、澳大利亚默多克大学Rajeev K. Varshney院士团队及其合作者，在Nature Communications在线发表了题为LOX-A4 shapes Triticum urartu gene pools and contributions to the A subgenome of polyploid wheat的研究论文。河南农业大学博士后李北，河南农业大学副教授王志勇，中国科学院遗传发育研究所副研究员董玲丽、河北农业大学副教授董振营、河南农业大学研究员张坤普，中国科学院遗传发育研究所研究员王延鹏为论文共同第一作者。澳大利亚默多克大学Rajeev K. Varshney院士，中国科学院遗传与发育生物学研究所刘志勇研究员，河南农业大学王道文研究员和李广伟教授为共同通讯作者。

乌拉尔图小麦(Triticum urartu, 2n = 2x = 14, AA, Tu)是四倍体二粒小麦(AABB)，六倍体普通小麦(AABBDD)、提莫菲维(AAGG)和茹科夫斯基小麦(A^uA^uA^mA^mGG) A亚基因组的祖先供体，在小麦多倍体化过程中扮演了关键角色。构建乌拉尔图小麦高质量的参考基因组图谱、并深入解析其群体的遗传多样性，挖掘优异基因，对促进小麦遗传改良、揭示小麦的演化历史、理解多倍体作物的适应性机制具有重要意义。

该研究构建了乌拉尔图小麦材料PI428250的Near gap-free水平高质量参考基因组，并结合245份Tu种质的重测序数据，成功鉴定出一个关键基因-脂氧合酶基因LOX-A4。研究发现，该基因是调控乌拉尔图籽粒不饱和脂肪酸氧化(脂氧合酶)活性的主效位点，其突变型等位基因(LOX-A4^m)的启动子缺失是影响基因功能的关键变异。该变异通过调控LOX-A4的表达量，调节植株的生长与防御平衡，从而影响了Tu种群分化。但在多倍体小麦中仅保留了生长发育更加旺盛，但抗逆性相对减弱的突变型LOX-A4^m。并且通过群体基因组分析发现13份携带LOX-A4^m的Tu种质与多倍体小麦的A亚基因组具有更近的亲缘关系。

总之，该研究成果表明，LOX-A4通过调控小麦的生长与防御平衡，塑造了Tu基因库的分化，并进一步影响了小麦多倍化过程中A亚基因组的遗传来源。