浙江大学等单位联合解析菠菜驯化历史与重要农艺性状的遗传基础

2021年12月13日，浙江大学农业与生物技术学院和康奈尔大学等联合在《Nature Communications》发表题为“Genomic analyses provide insights into spinach domestication and the genetic basis of agronomic traits”的研究论文。研究团队通过使用PacBio、Hi-C技术以及特殊的雌雄同株可自交菠菜，最终获得了一个高准确度的染色体水平参考基因组。重构了包括菠菜、甜菜和藜麦等重要藜科物种的祖先核型，发现菠菜在与祖先藜科物种分化后出现了大量的基因组重排，这与其基因组中富含高重复序列等特征相吻合。研究团队收集并测序了来自世界范围的300余份栽培和野生菠菜，构建了一个高密度的菠菜基因组变异图谱，并利用群体基因组学深度解析了栽培和野生菠菜的遗传多样性和群体分化特点。同时，通过对20个重要农艺性状的全基因组关联分析，确定了一系列显著相关的区域和候选基因，为培育高霜霉病抗性和低草酸菠菜的育种目标提供了便利。此外，通过比较野生和栽培菠菜的遗传多样性，还发现了菠菜不同于其他作物的基因组驯化特点，并鉴定到了一些和菠菜驯化性状（如叶片表型、抽薹和开花）相关的受选区域，揭示了人工选择在菠菜表型/基因型进化中的重要作用。这项研究不仅加深了大家对菠菜进化和驯化的认识，也为菠菜育种改良提供了宝贵的资源。