萝卜属泛基因组研究揭示了栽培萝卜、野生萝卜和杂草萝卜之间的遗传变异和基因渐渗

       近日，中国农业科学院蔬菜花卉研究所种质资源创新团队领衔成功解码了萝卜属11个具有广泛种、亚种和变种代表性的基因组，构建了属级多层次的泛基因组，研究揭示了栽培萝卜、野生萝卜和杂草萝卜之间的全基因组遗传变异和基因交流，以及基因组演化特点和机制。该研究对萝卜属乃至整个十字花科植物的起源演化研究和基因资源挖掘、现代生物育种、种质资源保护、杂草防控具有重要意义。相关研究成果发表在《分子植物（Molecular Plant）》上。

       据李锡香研究员介绍，萝卜属于十字花科321个属之一的萝卜属，在世界范围内广泛种植，中国是萝卜第一大生产和消费国。萝卜属多样性非常丰富，以肉质根、叶、角果或种子供菜用、饲用、油用或药用，不仅具有重要的经济价值，而且具有极大的生态重要性。萝卜属和同科的芸薹属都经历了多祖先基因组多倍化过程，但在多倍化后的降倍过程中，促进物种形成、遗传多样性产生及重塑基因组特征的基因组进化机制尚不清楚。
       萝卜属物种染色体数保守，是构建属级泛基因组和研究多倍化后基因组二倍化过程中基因组进化和基因渗入、以及物种形成和分化的理想模式系统。而且萝卜属蕴含丰富的抗病、抗逆、高生物量、高活性功能物质等优良性状的野生和栽培种资源，也是研究作物驯化和遗传育种、种质资源保护、杂草防控三位一体的理想材料。鉴于此，研究人员通过对萝卜属具有广泛代表性的11个基因组的de novo组装、比较和泛基因组研究，构建了基于基因家族、座位和图形的属级水平的泛基因组，揭示了栽培萝卜、野生萝卜和杂草萝卜之间的全基因组SNP、indel、SV、PAV、易位、倒位等遗传变异和基因流，及重塑后的各基因组特点和演化关系。该研究不仅为萝卜属全基因组基因挖掘和遗传改良提供了新的基因资源和新见解，而且提出了在全球日益广泛的交流中，必须深入了解植物基因组演化机制，从进化的角度统筹作物育种、种质资源保护和草害绿色防控的新观点。
       该研究得到国家重点研发计划、国家自然科学基金、中国农业科学院创新工程项目资助。
       原文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S167420522100318X