康奈尔大学科学家系统分析了高粱与玉米的比较进化基因组学

（2021.1.17 Plant Biotechnology Journal）

2021年1月15日，Nature Plants发表了美国康奈尔大学题为 Comparative evolutionary genetics of deleterious load in sorghum and maize 的研究论文。该论文利用高通量测序数据，系统分析了高粱与玉米的比较基因组学，揭示了两个近缘物种在驯化历史中发生的进化差异，为两个物种的分子育种提供了重要的基础数据。

玉米和高粱都是禾本科的C4作物，有著相近的进化历史。但在比较基因组学的层面上，两个物种在各自驯化历程中存在的选择与进化机制仍未得到系统的解析。为此，本文作者分析了来自499个高粱系的全基因组重测序数据中鉴定出的～1300万个遗传变异，以及先前在1218个玉米系中鉴定到的2500万个遗传变异，并对这两套遗传变异数据进行大规模的比较分析。

结果发现，这两个物种的有害突变普遍存在于染色体着丝粒区域，以低等位基因频率的方式富集于非编码基因之中。作者对比了高粱和玉米之间有害突变负担，发现与玉米相比，高粱的有害突变负担偏离了驯化成本假设;该假设认为，与野生种相比，驯化物种的有害突变负担更高。在有害突变负担的评估中中，作者采用高粱和玉米群体统计遗传学参数作为两个物种的基因有害指数（准确率大于0.5）。

本论文研究结果为人们理解高粱中有害突变的进化动力学迈出了关键一步，也提供了一个高粱和玉米的比较基因组学框架，为通过基因组编辑和育种生物学方法将这些有害突变去除提供了重要基础。