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继2021年6月在Cell发表“杂交土豆里程碑论文”之后 ， 时隔一年中国农科院农业基因组研究所黄三文研究员和团队 ， 在Nature“一口气”连发两篇论文、并斩获两个“首次”：首次解析二倍体马铃薯的泛基因组、首次收获番茄的图泛基因组 。
▲图|该团队（来源：资料图）
其中 ， 在马铃薯这篇论文里 ， 课题组构建出了高质量二倍体马铃薯泛基因组图谱 ， 这能让二倍体资源中的优异性状得到充分利用 ， 从而加快杂交马铃薯育种 。
此外 ， 他们还发现了马铃薯类群里和农艺性状密切关联的结构变异 ， 这将助力探究马铃薯无性繁殖方式对其基因组的影响、以及薯块形成的遗传演化机制 。
（来源：Nature）
以往的马铃薯基因组组装多以栽培马铃薯为主 ， 并没有太多的野生马铃薯基因组得到解析 。 因此 ， 限制了利用野生种质资源中丰富的遗传信息对马铃薯进行育种改良的进程 。
据介绍 ， 马铃薯是最重要的主粮作物之一 ， 全球范围内超过一百个国家的13亿人以马铃薯为主粮 ， 故对粮食安全具有重要意义 。 但是 ， 传统的四倍体马铃薯的基因组高度杂合 ， 遗传分离复杂 ， 这严重限制了马铃薯新品种的选育进程 。
为了加快利用二倍体马铃薯丰富的遗传多样性 ， 以对其进行自交系改良、以及加深对马铃薯薯块发育等重要生物学性状的理解 ， 该团队从头组装了多个高质量马铃薯参考基因组 ， 最终构建出二倍体马铃薯泛基因组图谱 ， 完善了马铃薯的变异数据集 ， 为马铃薯育种提供了丰富的基因组大数据支持 。
近日 ， 相关论文以《野生和栽培马铃薯的基因组进化和多样性》（Genomeevolutionanddiversityofwildandcultivatedpotatoes）为题 ， 发表在Nature上 ， 唐蝶、贾玉鑫、张金喆、李宏博担任共同第一作者 ， 黄三文担任通讯作者 。
▲图|相关论文（来源：Nature）
审稿人评价称 ， 该研究解析了马铃薯和姊妹类群之间的进化关系 ， 并且对块茎进化提出了新见解 。 其展示了泛基因组学的力量 ， 能为其他作物泛基因组研究提供参考方法 ， 将成为被广泛引用的重要资源 。
在Nature同期专评里 ， 瑞典斯德哥尔摩大学生态基因组学教授塔尼娅·斯洛特（TanjaSlotte）和胡安妮塔·古铁雷斯-瓦伦西亚（JuanitaGutiérrez-Valencia）指出：“组装数量如此之多的异交和高杂合马铃薯高质量基因组 ， 是一项了不起的壮举” 。 他们还表示：“该研究大大扩展了马铃薯的基因组资源 ， 并且利用泛基因组鉴定的遗传变异无疑会推进其基础和应用研究 。 ”
这两位专家继续评价称：“下一步 ， 研究地方种和野生种如何适应来自不同生境的环境压力将有助于研究人员建立基因与性状之间的联系 ， 并像其它主要作物那样指导马铃薯育种 。 本文提供的组学信息资源也将助力基因组学辅助育种”[2
。 此外 ， 该论文还被国际学术组织FacultyOpinions推选为该领域具有重要意义的研究[3
。
【中国科学家首次解析土豆的泛基因组，为杂交土豆育种奠定坚实基础】
（来源：Nature）
基于组学大数据的指导 ， 来聚合优良性状
据悉 ， 相比传统的单一参考基因组 ， 泛基因组（Pan-genome）作为一个物种内所有基因组的信息总和 ， 其蕴含的遗传多样性更多 ， 因此可通过参考基因组偏差 ， 来降低遗传变异检测的影响 。
当下 ， 科学家针对水稻、玉米、小麦、大麦、大豆和番茄等作物 ， 都已构建出泛基因组 ， 并在功能基因研究、育种改良等领域体现出重要价值 。
但是 ， 目前对泛基因组的遗传学分析 ， 大多停留在单个参考基因组的分析框架内 。 因此 ， 如何充分利用泛基因组的优势 ， 去解决重要的生物学问题、以及推动植物遗传育种的研究 ， 仍然需要学界的持续“耕耘” 。
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