我国完成世界首个番茄超泛基因组构建

4月6日，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，在国际学术期刊《自然·遗传》在线发表了题为《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》的科研成果。这是新疆农科院首次以第一单位在《自然·遗传》发表论文。

新疆农科院余庆辉研究员为论文第一通讯作者，李宁副研究员为论文第一作者，中国农业科学院作物科学所博士后贺强为论文的共同第一作者，中国农业科学院深圳农业基因组研究所李宏博博士和中国农业科学院生物技术所王欢研究员为共同通讯作者。

番茄（Solanum lycopersicum?L.）作为果实遗传、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育种的标记。

该团队在国际上首次利用超泛基因组，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。

该研究成果凸显了野生和栽培番茄之间的基因组多样性和结构变异，将有助于功能基因挖掘和番茄遗传改良，也为其他农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。