太湖所参与在《Science》发表白菜家族基因组重要研究成果

发布时间:2026-02-09 14:57 来源:太湖所 浏览次数:

2026年2月6日,太湖所蔬菜团队与河北农业大学赵建军教授团队等国内外多家科研院所合作,在国际顶尖学术期刊《Science》发表题为“Gapless pangenome analyses reveal fast Brassica rapa subspeciation”的研究论文,为破解达尔文提出的“被子植物为何能在地球上迅速崛起、并在极短地质时间内完成爆发式多样化”这一悬而未决的“恼人之谜”提供了新的基因组学视角:以一棵看似普通的白菜(Brassica rapa)为切入口,系统描绘了“白菜王国”如何从一个共同祖先演变为“诸侯并立”的多亚种格局,构建了一个将经典进化问题落地到具体作物系统的基因组学研究范例。

白菜是中国第一大蔬菜作物,几千年间快速分化出众多亚种,包括叶用大白菜、普通白菜、乌塌菜、薹用菜心、根用芜菁、油用白菜型油菜等,形态各异,却同属一个种,堪称“作物界快速分化的范例”,也让白菜成为探究“达尔文之谜”的模式物种。本研究对1720份白菜进行重测序,筛选7个亚种11份代表性材料进行完整基因组组装,并识别出110个着丝粒,同时挖掘到5个与物种形成和分化密切相关的着丝粒特异卫星重复序列(satellites);在此基础上,结合 31 份白菜基因组构建图泛基因组,系统解析了着丝粒重塑与大规模结构变异对白菜亚种快速分化的共同作用;并通过泛基因组关联分析与突变体功能验证,锁定控制叶球形成的关键基因BrLH1,将具体亚种的形成与泛遗传变异直接关联起来,为理解被子植物实现快速多样化提供了基因组学支撑。

该研究获得了审稿人的一致高度评价,被认为是芸薹属基因组研究“一次里程碑式的飞跃”,所构建的高质量基因组资源“树立了群体基因组学研究的新标杆”,有望成为“芸薹属遗传学的里程碑工作”,“本研究成果建立在巨大的工作量之上,将成为整个领域的重要资源,对理解植物基因组演化与作物表型多样性具有广泛而深远的影响。”

太湖所叶菜课题组为本研究提供了苏州青、香青菜、青梗菜等不结球白菜育种核心种质资源与关键的表型数据,极大的丰富了B .rapa群体的遗传多样性,同时为全基因组关联分析(GWAS)奠定了材料与数据基础。太湖所刘照坤副研究员该论文的共同第一作者,河北农业大学赵建军教授、马卫教授和洪益国教授,河南省农科院原玉香研究员,比利时根特大学Yves Van de Peer教授为论文共同通讯作者。

太湖所叶菜课题组长期致力于苏州青、香青菜、菜薹等不结球白菜种质资源保护、新品种选育及栽培技术研究,近年来选育了‘苏青’‘寒香’‘苏薹’系列地方特色品种12个,其中‘苏青1号’入选江苏省农业主导品种,先后在《Science》《Horticulture Research》《江苏农业学报》等期刊发表学术论文20余篇,获得江苏省科技进步二等奖、省农业技术推广三等奖等奖励7项,在应用基础研究、创新成果产出、科技服务与合作交流等方面取得了一定成果,为提升种业支撑能力、服务乡村振兴奠定了坚实基础。

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