中国热科院在木豆农家种基因组组装及种子百粒重遗传基础解析方面取得新进展

 近日，中国热科院品资所牧草团队在木豆农家种高质量基因组组装及种子百粒重遗传基础解析方面取得新进展，该研究绘制了一个我国的木豆农家种D30高质量参考基因组，并通过全基因组关联分析（GWAS）鉴定了木豆百粒重的相关遗传位点。

　　木豆是世界第六大食用豆类，同时也是热带和亚热带地区重要的饲草作物。已公布的木豆栽培种Asha基因组大小为605 Mb，仅占预估基因组大小的72.7%。由于缺乏木豆高质量参考基因组，严重阻碍了木豆重要农艺性状的遗传解析和种质资源挖掘利用。

　　该研究利用第三代测序技术（PacBio HiFi）和Hi-C测序技术对木豆农家种D30进行测序，组装得到一个大小为813.54 Mb，contig N50为10.74 Mb，BUSCO和LAI评估结果分别达到99.2%和29.06的高质量基因组。木豆D30基因组包含431.37 Mb重复序列（占基因组大小的53.02%）和37,977个蛋白编码基因。在此基础上，通过GWAS挖掘了与木豆6个农艺性状显著关联的28个遗传位点。其中，鉴定到一个与木豆种子百粒重显著关联的类钙调素蛋白（CML, Calmodulin-like protein）编码基因，并进一步确定了其优势单倍型。该研究为木豆的功能基因组学研究和基因组辅助育种奠定了基础。

　　该研究成果以“Chromosome-scale reference genome of an ancient landrace: unveiling the genetic basis of seed weight in the food legume crop pigeonpea (Cajanus cajan)”为题发表于《Horticulture Research》。品资所与海南大学联合培养博士生刘春和品资所丁西朋副研究员为论文的共同第一作者，品资所刘攀道副研究员和刘国道研究员为该论文的共同通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金面上项目、国家牧草产业技术体系、国家绿肥产业技术体系、中央级公益性科研院所基本科研业务费等项目资助。

木豆基因组特征与种子百粒重关联分析