進化遺伝学：ソルガムのパンゲノム参照配列による世界の作物形質発見の改善

緑の革命は、少数の作物を、均質で高投入型の工業型農業に適応させたが、世界人口の多くは依然として低投入型の小規模農場による多様な作物品種の地域的生産に依存している。こうした均質化されていない作物の多様性は、穀物およびバイオエネルギー作物であるソルガム（モロコシ）の多様性のように、遺伝的改良と品種改良のための原材料となる。しかし、育種の取り組みは、高度に特殊化した形質および育種目標によって制約され得る。今回我々は、この多様性を横断的に取り扱うために、33メンバーのパンゲノム参照、および1984の栽培品種および在来品種にわたる多様性パネルを構築した。我々はこれらの情報資源を利用して、歴史的偶発性、進行中の適応、これまで特徴付けられていなかった構造多様性の間の複雑な相互作用を探索した。具体的には、我々の解析により、栽培化遺伝子SHATTERING1において入れ子状かつ深く分岐した複数の構造バリアントが存在することが決定的に実証された。これらのバリアントは、以前から提唱されていたソルガムの多中心起源を明確に裏付けるものである。我々は次に、景観ゲノミクスを適用して、遺伝子流動と二次的接触が、現代の育種ネットワークにおいて複雑な遺伝的モザイクをいかに作り出したかを明らかにした。パンゲノムによる形質発見の加速の概念実証として、我々は、生合成遺伝子クラスターの構造多様性と、葉におけるシアン配糖体デュリンの濃度という表現型を関連付けた。これらの手法を組み合わせることで、育種と形質発見が加速され、他の作物における同様の応用のための枠組みがもたらされる。

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