与结球白菜驯化相关的重要候选基因的鉴定

　　021年5月31日，Genome Biology（IF3y=12.683）在线发表了中国农业科学院蔬菜花卉研究所王晓武团队完成的题为“Impacts of allopolyploidization and structural variation on intraspecific diversification in Brassica rapa”（异源多倍体和结构变异对白菜种内分化的影响）的研究论文。这是王晓武团队继白菜基因组草图和基因组重测序分析成果之后，在白菜泛基因组研究方面的最新研究成果。

　　白菜是芸薹属重要蔬菜，种内多样性极高。本研究基于重测序数据，选择了大白菜、小白菜、菜心、油用白菜和芜菁等16份不同类型的白菜资源材料，进行基因组从头组装，结合已发表的大白菜和油用白菜参考基因组，构建了由18个代表性材料组成的白菜泛基因组（图1）。进一步，通过构建整合结构变异的图形基因组，鉴定到与大白菜叶球驯化相关的重要候选基因（图2）。

　　图1. 524个白菜品种亲缘关系

　　研究人员测序组装了野生种“青叶苎麻”和栽培种“中饲苎1号”基因组，得到两个高质量的基因组。通过序列比较发现两个基因组存在大量序列变异。研究人员进一步对14个野生苎麻种质和46个栽培种进行重测序，并构建了苎麻的基因组变异图谱。通过野生和栽培种苎麻基因组组装和比较，结合群体变异组分析，科研人员发现了多个与纤维产量相关的基因组片段具有清晰的驯化选择印迹。

　　图2. BrPIN3.3中的结构变异与大白菜叶球驯化相关

　　除此之外，本研究发现白菜种内分化过程中，基因偏向性丢失持续进行，并导致白菜亚基因组优势在继续扩大。上述结果进一步说明，除“两步演化”导致白菜亚基因组优势形成之外，基因组组成可能是导致亚基因组优势形成的另一个重要因素（图3）。

　　图3. 白菜种内分化过程中基因丢失特点

　　通过开展白菜结球性状选择分析，该研究鉴定了与结球白菜驯化相关的重要候选基因，这些基因不仅加深了对叶球形成驯化的认识，也有助于促进大白菜育种研究。同时，该研究获得的白菜物种丰富的基因组变异也将有助于挖掘更多与重要农艺性状相关的基因，为白菜分子标记辅助育种奠定了重要基础。

　　 中国农业科学院蔬菜花卉研究所王晓武研究员为论文通讯作者，该科研团队多年从事芸薹属物种的研究。博士生蔡旭和常立春为共同第一作者。本研究得到了国家自然科学基金（31630068），国家重点研究项目计划（2016YFD0100307）和中国农业科学院科技创新工程的支持。