英国发布红花苜蓿基因组草图

最近，英国基因组分析中心（TGAC）与阿伯里斯特威斯大学生物、环境和农业科学研究所（IBERS）合作，进行了红花苜蓿（Trifolium pratense L.）DNA的测序和组装，可帮助育种者改善这种重要饲料作物的有益性状。相关基因组草图发表于最近的Nature子刊《Scientific Reports》。

　　

生物通报道：最近，英国基因组分析中心（Genome Analysis Centre，TGAC）与阿伯里斯特威斯大学生物、环境和农业科学研究所（IBERS）合作，进行了红花苜蓿（Trifolium pratense L.）DNA的测序和组装，可帮助育种者改善这种重要饲料作物的有益性状。相关基因组草图发表于最近的Nature子刊《Scientific Reports》。延伸阅读：Nature子刊：培育高产作物的新策略。

在工业氮肥生产（来自化石燃料）之前，红三叶草和其他豆科作物对于作物轮作、改善土壤肥力是必不可少的。豆科植物可通过同化空气中的氮气，提高土壤的硝态氮肥力，从而招募土壤细菌来帮忙——这比工业过程要环保得多。

事实上，环境问题和气候变化的缓解，正让红花苜蓿重新成为焦点。这就需要基因改良，以帮助提高其性能。

红花苜蓿的主要好处（与土壤改良一起）是，提供一种富含蛋白质的饲料，它也增加反刍动物乳汁中的ω-3脂肪酸。与白三叶草和其他豆类相比，红花苜蓿具有一种高水平的酶，能使其蛋白质被消化得更慢、更有效——每口都更有营养。

然而，目前，红花苜蓿只在两个或三个季节中生长良好，它并不能在牲畜放牧后恢复。它也不适合传统的作物育种实践，如果近交就发生活力和肥力的严重损失。TGAC和IBERS一个正在进行的项目，旨在利用一批不同的红花苜蓿自然品系，来选育新的优良品种，更耐受放牧，从而使它更持久，并了解使红花苜蓿被开发为一种作物的驯化过程。

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对于育种者来说，这一基因组草图，提供了一种备受欢迎的工具，用以加快合并有利于红花苜蓿在可持续农业中应用的性状。繁殖种群的遗传多样性扩大，将有助于使红花苜蓿成为一种更强大和更可靠的作物。

因此，基因组序列有望成为一种有价值的平台，加快饲草作物生物学和农艺学性状的研究。

本文第一作者、TGAC研究员Jose de Vega说：“红花苜蓿参考基因组的发布，是一个重要的里程碑，因为它代表了第一个三叶草饲料作物的基因组序列，这是更可持续发展的畜牧农业的关键部件。”

“基因组组装的可用性，将为豆科牧草的基因组辅助育种方法铺平道路，并提供了一个平台，让我们更深入地了解牧草作物驯化的遗传学。”

“红花苜蓿非常的有吸引力，因为它的蛋白质含量和多样性都很高，并能固定大气中的氮，但是为了提高其在可持续农业中的作用，还需要改进它的持续性、抗病性和耐牧性。”

本文资深作者、IBERS的项目组长Leif Skøt说：“红花苜蓿基因组使我们处于一个很好的位置，来合并和建立这种资源。我们与IBERS豆科牧草育种者David Lloyd紧密合作，所以我们正在使用我们的基因组工具，来帮助提高更好的红花苜蓿品种培育的精度和速度。这是非常及时的，因为豆类在可持续农业中的重要性已被‘重新发现’。”

“TGAC和IBERS之间的合作，加强了英国将遗传学和基因组资源的发展转化为基础科学的领导作用，对地方和国家的经济具有潜在的影响。”

更可持续农业的发展是，英国研究战略的一个重要方面，从而将这两个研究机构定位为生物技术的国际领先者，特别是饲料豆类领域。这为一系列的利益相关者带来影响，并确保基因组学资源将被转化为研究和育种计划。

这项研究以“Red clover (Trifolium pratense L.) draft genome provides a platform for trait improvement”为题，发表在最近的Nature子刊《Scientific Reports》。

（生物通：王英）

生物通推荐原文摘要：
Red clover (Trifolium pratense L.) draft genome provides a platform for trait improvement
Abstract: Red clover (Trifolium pratense L.) is a globally significant forage legume in pastoral livestock farming systems. It is an attractive component of grassland farming, because of its high yield and protein content, nutritional value and ability to fix atmospheric nitrogen. Enhancing its role further in sustainable agriculture requires genetic improvement of persistency, disease resistance, and tolerance to grazing. To help address these challenges, we have assembled a chromosome-scale reference genome for red clover. We observed large blocks of conserved synteny with Medicago truncatula and estimated that the two species diverged ~23 million years ago. Among the 40,868 annotated genes, we identified gene clusters involved in biochemical pathways of importance for forage quality and livestock nutrition. Genotyping by sequencing of a synthetic population of 86 genotypes show that the number of markers required for genomics-based breeding approaches is tractable, making red clover a suitable candidate for association studies and genomic selection.