我國構建世界首個番茄超泛基因組

朱彤

科學導報訊 由新疆農科院加工番茄生物育種創(chuàng)新團隊牽頭，聯合中國農業(yè)科學院、新疆大學、新疆農業(yè)大學等多家單位，成功構建了國際首個番茄超泛基因組。4月6日，相關科研成果以《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》為題在線發(fā)表于國際學術期刊《自然·遺傳》。

番茄（Solanum lycopersicum L.）是果實遺傳、發(fā)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?yōu)樽非蟾蟮墓麑嵑透叩漠a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(tài)環(huán)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(fā)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(fā)風味改良番茄品種的育種標記。

該團隊利用超泛基因組，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(chuàng)新具有重大價值，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。