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高温胁迫严重影响作物生长发育,使其产量降低并威胁粮食安全。美洲狼尾草是在非洲等地广泛栽培的热带植物,耐热性强;但其基因组资源匮乏,耐热关键基因及分子机制还不清楚。四川农业大学黄琳凯实验室通过构建美洲狼尾草图形泛基因组图谱,揭示了结构变异(SV)参与的耐热调控机制(2023年3月2日在线发表,doi: 10.1038/s41588-023-01302-4)。研究人员组装了10个高质量的基因组,并结合一个已报道的基因组构建美洲狼尾草图形泛基因组。该研究发现SVs主要分布于基因区周围,并通过生物信息学和分子生物学实验证实了部分SVs影响邻近热应激基因的表达。通过SVs的选择性清除及SV-GWAS分析,发现SVs在美洲狼尾草热适应性及驯化过程中起到了关键作用,并挖掘了与SVs关联的446个重要农艺性状基因。此外,研究人员通过转录组学、比较基因组学等,并结合转基因和双荧光素酶等实验,证明美洲狼尾草中RWP-RK转录因子发生特异性扩张并协同SVs调控内质网相关基因以响应热胁迫。该研究系统揭示了SVs在热胁迫响应中的关键作用,为作物耐热育种提供了重要的基因资源。推荐人:金龙,李明洲