每日頭條!我國完成世界首個番茄超泛基因組構建

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通訊員 許娟 趙月 李寧 科技日報記者 朱彤

4月6日，由新疆農科院加工番茄生物育種創新團隊牽頭，聯合中國農業科學院、新疆大學、新疆農業大學等多家單位，在國際學術期刊《自然·遺傳》在線發表了題為《超泛基因組研究揭示野生和栽培番茄物種基因組和結構變異多樣性》的科研成果。這是新疆農科院首次以第一單位在《自然·遺傳》發表論文。

新疆農科院余慶輝研究員為論文第一通訊作者，李寧副研究員為論文第一作者，中國農業科學院作物科學所博士后賀強為論文的共同第一作者，中國農業科學院深圳農業基因組研究所李宏博博士和中國農業科學院生物技術所王歡研究員為共同通訊作者。

番茄（Solanum lycopersicum L.）作為果實遺傳、發育和生理研究的經典模型系統，也是全球生產中最重要的蔬菜作物。由于人們為追求更大的果實和更高的產量，對栽培番茄進行密集人工選擇，致使目前番茄遺傳多樣性大幅喪失，改良過程存在嚴重瓶頸。相比之下，野生番茄在各生態環境下表現出廣泛的遺傳和表型多樣性，其豐富的等位基因變異、更強的耐生物脅迫和非生物脅迫性、高水平的可溶性固體含量、番茄紅素和風味化合物以及高分枝能力對現代育種具有重要意義。

該團隊研究收集了8個野生番茄種、1個番茄近源野生種和2個栽培番茄代表性品種，利用PacBio（第三代單分子實時測序技術）、Bionano（全基因組光學圖譜技術）和Hi-C（高通量染色體構象捕獲技術）測序技術，組裝了11個染色體水平高質量基因組，解析了番茄屬基因組特征，重構了番茄屬系統發生關系，構建了國際首個番茄超泛基因組，為群體水平SV基因分型提供了強大的平臺，這將有助于開發風味改良番茄品種育種的標記。

該團隊在國際上首次利用超泛基因組，在野生番茄資源中克隆到一個能顯著增加分枝數且果實數量增加67.1%的新基因，對今后加工番茄品種創新具有重大價值。

該研究成果凸顯了野生和栽培番茄之間的基因組多樣性和結構變異，將有助于功能基因挖掘和番茄遺傳改良，也為其他農作物開展生物育種基礎前沿研究提供了新思路，為加快新品種選育進程開辟了新方向。

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