黄三文团队背靠背发表2篇Nature论文探索泛基因组在育种的作用

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马铃薯 (Solanum tuberosum L. ) 是世界上最重要的非谷类粮食作物，绝大多数商业种植的品种是高度杂合的四倍体。基于真种子的二倍体杂交育种的进展有可能彻底改变未来的马铃薯育种和生产。迄今为止，关于野生和栽培地方马铃薯基因组进化和多样性的研究相对较少，这限制了其多样性在马铃薯育种中的应用。

2022年6月8日，中国农业科学院深圳农业基因组研究所黄三文团队在Nature 在线发表题为“Genome evolution and diversity of wild and cultivated potatoes”的研究论文，该研究从 24 个野生种质和 20 个栽培种质中组装了 44 个高质量的二倍体马铃薯基因组，这些种质代表茄属部分 Petota（带块茎的进化枝），以及来自邻近部分 Etuberosum 的 2 个基因组。系统发育关系的广泛不一致表明马铃薯进化的复杂性。

该研究发现，与密切相关的种子繁殖茄科作物相比，马铃薯基因组大大扩展了其抗病基因库，这表明基于块茎的繁殖策略对马铃薯基因组进化的影响。该研究发现了一种转录因子，它决定了块茎的身份并与移动块茎诱导信号 SP6A 相互作用。该研究还确定了 561,433 个高置信度结构变体，这为改进自交系和排除潜在的连锁阻力提供了见解。总之，这项研究将加速杂交马铃薯的育种，并丰富我们对马铃薯作为全球主食作物的进化和生物学的理解。最后，2022年6月8日，Juanita Gutiérrez-Valencia等人在Nature 发表题为“Potato genomes pave the way to crop improvement”的述评文章，系统盘点了该研究进展。

另外，2022年6月8日，中国农业科学院深圳农业基因组研究所黄三文团队在Nature 在线发表题为“Graph pangenome captures missing heritability and empowers tomato breeding”的研究论文，该研究报告了一个番茄图泛基因组，它通过精确编目来自 838 个基因组的超过 1900 万个变体，包括 32 个新的参考水平基因组组装。该图泛基因组用于全基因组关联研究分析和 20,323 个基因表达和代谢物性状的遗传力估计。与使用单一线性参考基因组时的 0.33 相比，平均估计的性状遗传力为 0.41。这 24% 的估计遗传力增加主要是由于通过包含使用图泛基因组确定的额外因果结构变异来解决不完全连锁不平衡。此外，通过解决等位基因和基因座异质性，结构变异提高了识别潜在农艺重要性状的遗传因素的能力，例如，识别可能有助于可溶性固体含量的两个新基因。新发现的结构变异将通过标记辅助选择和基因组选择促进番茄的遗传改良。总之，该研究促进了对复杂性状遗传力的理解，并展示了图泛基因组在作物育种中的作用。

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