中国农科院蔬菜花卉所 Nature Genetics 揭示黄瓜"走遍全球"基因秘密：125 份基因组构建迄今最大黄瓜泛基因组

中国农业科学院蔬菜花卉研究所组装 125 份黄瓜高质量基因组,构建迄今规模最大、质量最高的黄瓜泛基因组,系统刻画结构变异与基因拷贝数变异的全貌。研究发现 CsFT 串联重复变异是驱动黄瓜早花适应的遗传基础,并首次克隆了参考基因组中已'隐性丢失'的黑星病抗性基因 CsCcu 和受稀有变异调控的果长基因 CsSPL1。论文发表于《自然·遗传学》(Nature Genetics)。

中国农科院蔬菜花卉所牵头联合青岛农业大学及国内外多所高校,完成三大核心成果:建成全球规模最大、质量最优的黄瓜泛基因组公共资源,填补黄瓜完整遗传变异数据库空白;成功克隆CsFT、CsCcu、CsSPL1三大具备极高育种价值的功能基因,可快速开发配套分子标记,直接应用于早熟、抗病、优质果型黄瓜新品种定向选育;建立'高质量泛基因组构建+亚群体分层关联分析+基因编辑功能验证'的完整标准化研究流程。中国科学院院士钱前评价,该研究打通基因组结构变异与农艺性状的关联通路,挖掘抗病、果长关键功能基因,为黄瓜精准分子育种筑牢基础。

中国农业科学院蔬菜花卉研究所马铃薯遗传育种与栽培创新团队联合国内高校,揭示特异假单胞菌通过代谢重编程赋予马铃薯耐盐性的新机制。团队对117份二倍体马铃薯开展耐盐评价与根际微生物组分析,发现耐盐材料可富集更多互作关联细菌类群,假单胞菌丰度显著提高;分离的特异假单胞菌株可激活苯丙烷生物合成等防御通路,论文发表于《npj Biofilms and Microbiomes》。

蔬菜花卉研究所蔬菜功能基因组学创新团队开发出适用于双子叶植物的高效引导编辑系统并创制双抗黄瓜新种质。利用该系统将感病黄瓜品种滞绿基因第323位进行精准编辑，获得了对细菌性角斑病和霜霉病同时表现出显著抗性的黄瓜新种质。相关研究成果发表在植物学报Journal of Integrative Plant Biology上。

中国农科院蔬菜花卉研究所蔬菜功能基因组学创新团队开发出适用于双子叶植物的高效引导编辑系统并创制双抗黄瓜新种质,研究成果发表在《植物学报》。团队通过优化稳定转化筛选方法、增强蛋白表达、提高引导编辑向导RNA元件加工和稳定性等多种策略,构建出适用于葫芦科和茄科植物的高效引导编辑系统。利用该系统将感病黄瓜品种滞绿基因第323位进行精准编辑,获得对细菌性角斑病和霜霉病同时表现出显著抗性的黄瓜新种质。

中国农业科学院蔬菜花卉研究所王晓武科研团队对白菜和甘蓝两类芸薹属作物的驯化进行了深入研究,揭示了驯化与古多倍化形成的亚基因组的关系,相关研究结果于 8 月 15 日在线发表于 Nature Genetics 上。研究完成了白菜和甘蓝类蔬菜作物代表材料的基因组重测序,构建了白菜和甘蓝类蔬菜的群体基因组变异图谱,分别确定了一大批白菜和甘蓝叶球形成与膨大根(茎)驯化选择的基因组信号与相关基因,为加快白菜类与甘蓝类蔬菜分子育种奠定了重要基础。