我国构建世界首个番茄超泛基因组

朱彤

科学导报讯 由新疆农科院加工番茄生物育种创新团队牵头，联合中国农业科学院、新疆大学、新疆农业大学等多家单位，成功构建了国际首个番茄超泛基因组。4月6日，相关科研成果以《超泛基因组研究揭示野生和栽培番茄物种基因组和结构变异多样性》为题在线发表于国际学术期刊《自然·遗传》。

番茄（Solanum lycopersicum L.）是果实遗传、发育和生理研究的经典模型系统，也是全球生产中最重要的蔬菜作物。由于人们为追求更大的果实和更高的产量，对栽培番茄进行密集人工选择，致使目前番茄遗传多样性大幅丧失，改良过程存在严重瓶颈。相比之下，野生番茄在各生态环境下表现出广泛的遗传和表型多样性，其丰富的等位基因变异、更强的耐生物胁迫和非生物胁迫性、高水平的可溶性固体含量、番茄红素和风味化合物以及高分枝能力对现代育种具有重要意义。

该团队研究收集了8个野生番茄种、1个番茄近源野生种和2个栽培番茄代表性品种，利用PacBio（第三代单分子实时测序技术）、Bionano（全基因组光学图谱技术）和Hi-C（高通量染色体构象捕获技术）测序技术，组装了11个染色体水平高质量基因组，解析了番茄属基因组特征，重构了番茄属系统发生关系，构建了国际首个番茄超泛基因组，为群体水平SV基因分型提供了强大的平台，这将有助于开发风味改良番茄品种的育种标记。

该团队利用超泛基因组，在野生番茄资源中克隆到一个能显著增加分枝数且果实数量增加67.1%的新基因，对今后加工番茄品种创新具有重大价值，也为其他農作物开展生物育种基础前沿研究提供了新思路，为加快新品种选育进程开辟了新方向。