中国农大团队构建首个苹果属图形泛基因组

中国农业大学教授韩振海团队基于30份苹果属植物高质量基因组，系统解析了苹果属数千万年的演化历程，并构建了首个苹果属图形泛基因组，发布了苹果属遗传多样性全景图。日前，相关研究成果发表于《自然-遗传学》。

苹果属植物倍性复杂，分布横跨欧亚、美洲等多个地理区域，是研究基因组多倍化与杂交的重要木本植物类群。全基因组加倍是推动物种分化的重要动力，然而，栽培苹果近期经历的全基因组加倍事件对该属其他物种的影响尚不明确，种间基因组的进化关系亦有待系统解析。作为重要的温带果树，栽培苹果的遗传基础相对狭窄，主要依赖少数亲缘关系密切的品种，导致其在应对环境变化、防控病虫害等方面面临严峻挑战。因此，系统挖掘和利用野生苹果属植物的基因组资源，对于深入理解该属植物的进化历史、解析重要农艺性状的遗传基础，以及培育具有广泛适应性和抗逆性的优良品种，具有重要的科学意义与应用价值。

研究团队对30份苹果属植物的高质量基因组进行测序并组装，涵盖20个二倍体和10个多倍体物种，代表关键的系统发育分支和地理分布区域。通过系统发育基因组学与进化生物学分析，他们构建了苹果属物种系统发育关系和基因组进化模型。

研究表明，苹果属可划分为7个系统发育类群，其起源可追溯至约5600万年前的亚洲地区。苹果属经历的苹果族早期全基因组加倍事件所产生的大量重复基因，在后续的物种分化中被差异性保留，影响了基因组结构与功能的演变。研究发现，苹果属内部曾发生的一次古杂交事件影响了包括多个多倍体分支在内的多数苹果属物种，加之广泛的其他种间基因渗透，共同塑造了苹果属丰富的遗传多样性。

研究构建了图形泛基因组，鉴定出物种特异的结构变异，并开发了一套选择清除分析流程，用于挖掘与驯化相关的关键基因位点。研究发现，多花海棠Rvi6基因区域的SCAB-R结构变异与抗苹果黑星病密切相关。此外，研究人员还成功鉴定出影响苹果耐寒性和抗病性的关键驯化基因MdMYB5。

相关论文信息：

https://doi.org/10.1038/s41588-025-02166-6