浙江大學(xué)等單位聯(lián)合解析菠菜馴化歷史與重要農(nóng)藝性狀的遺傳基礎(chǔ)

2021年12月13日，浙江大學(xué)農(nóng)業(yè)與生物技術(shù)學(xué)院和康奈爾大學(xué)等聯(lián)合在《Nature Communications》發(fā)表題為“Genomic analyses provide insights into spinach domestication and the genetic basis of agronomic traits”的研究論文。研究團(tuán)隊(duì)通過使用PacBio、Hi-C技術(shù)以及特殊的雌雄同株可自交菠菜，最終獲得了一個(gè)高準(zhǔn)確度的染色體水平參考基因組。重構(gòu)了包括菠菜、甜菜和藜麥等重要藜科物種的祖先核型，發(fā)現(xiàn)菠菜在與祖先藜科物種分化后出現(xiàn)了大量的基因組重排，這與其基因組中富含高重復(fù)序列等特征相吻合。研究團(tuán)隊(duì)收集并測序了來自世界范圍的300余份栽培和野生菠菜，構(gòu)建了一個(gè)高密度的菠菜基因組變異圖譜，并利用群體基因組學(xué)深度解析了栽培和野生菠菜的遺傳多樣性和群體分化特點(diǎn)。同時(shí)，通過對20個(gè)重要農(nóng)藝性狀的全基因組關(guān)聯(lián)分析，確定了一系列顯著相關(guān)的區(qū)域和候選基因，為培育高霜霉病抗性和低草酸菠菜的育種目標(biāo)提供了便利。此外，通過比較野生和栽培菠菜的遺傳多樣性，還發(fā)現(xiàn)了菠菜不同于其他作物的基因組馴化特點(diǎn)，并鑒定到了一些和菠菜馴化性狀（如葉片表型、抽薹和開花）相關(guān)的受選區(qū)域，揭示了人工選擇在菠菜表型/基因型進(jìn)化中的重要作用。這項(xiàng)研究不僅加深了大家對菠菜進(jìn)化和馴化的認(rèn)識，也為菠菜育種改良提供了寶貴的資源。