每日頭條!我國完成世界首個番茄超泛基因組構(gòu)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(nóng)科院加工番茄生物育種創(chuàng)新團(tuán)隊牽頭，聯(lián)合中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院、新疆大學(xué)、新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)等多家單位，在國際學(xué)術(shù)期刊《自然·遺傳》在線發(fā)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(jié)構(gòu)變異多樣性》的科研成果。這是新疆農(nóng)科院首次以第一單位在《自然·遺傳》發(fā)表論文。

新疆農(nóng)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(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)所博士后賀強(qiáng)為論文的共同第一作者，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院深圳農(nóng)業(yè)基因組研究所李宏博博士和中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)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(fā)育和生理研究的經(jīng)典模型系統(tǒng)，也是全球生產(chǎn)中最重要的蔬菜作物。由于人們?yōu)樽非蟾蟮墓麑嵑透叩漠a(chǎn)量，對栽培番茄進(jìn)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(yán)重瓶頸。相比之下，野生番茄在各生態(tài)環(huán)境下表現(xiàn)出廣泛的遺傳和表型多樣性，其豐富的等位基因變異、更強(qiáng)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(fēng)味化合物以及高分枝能力對現(xiàn)代育種具有重要意義。

該團(tuán)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(shù)）、Bionano（全基因組光學(xué)圖譜技術(shù)）和Hi-C（高通量染色體構(gòu)象捕獲技術(shù)）測序技術(shù)，組裝了11個染色體水平高質(zhì)量基因組，解析了番茄屬基因組特征，重構(gòu)了番茄屬系統(tǒng)發(fā)生關(guān)系，構(gòu)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(qiáng)大的平臺，這將有助于開發(fā)風(fēng)味改良番茄品種育種的標(biāo)記。

該團(tuán)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(shù)且果實數(shù)量增加67.1%的新基因，對今后加工番茄品種創(chuàng)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(jié)構(gòu)變異，將有助于功能基因挖掘和番茄遺傳改良，也為其他農(nóng)作物開展生物育種基礎(chǔ)前沿研究提供了新思路，為加快新品種選育進(jìn)程開辟了新方向。

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