记者12月6日从中国工程院院士、湖南农业大学教授邹学校科研团队获悉，其团队联合美国康奈尔大学Boyce Thompson研究所教授费章君团队，绘制了来自5个驯化辣椒品种及其近缘野生辣椒品种的500个辣椒图泛基因组和基因组变异图谱，为栽培辣椒和野生辣椒物种的群体结构、驯化、种群分化和基因渐渗等提供了见解。
上述研究成果近期发表于《自然-通讯》，湖南农业大学园艺学院教授刘峰、园艺学院与美国康奈尔大学联合培养博士后赵建涛为论文共同第一作者，邹学校、费章君和Boyce Thompson研究所博士后吴珊为共同通讯作者。另有来自康奈尔大学、美国农业部植物遗传资源保护中心、浙江农林大学、华中农业大学等的研究者参与研究。湖南农业大学为论文第一完成单位。
研究内容相关示意图。受访者 供图
辣椒是人类最早栽培的作物之一，是茄科植物的一员，包括一年生辣椒、中华辣椒、灌木状辣椒、浆果辣椒和茸毛辣椒共5个驯化物种。一年生辣椒是世界上最普遍种植的辣椒，包含辛辣和非辛辣（甜）的辣椒果实。辛辣果实不仅是宝贵的食物和保健资源，也可以作为止疼药和抗癌药。
早在公元前7000年左右，辣椒就在中美洲和/或南美洲被驯化，是最古老的驯化作物之一。辣椒的驯化被认为发生在多个起源中心独立驯化。然而，此前的大规模辣椒群体研究主要集中在单一的栽培种Capsicum annuumvar. annuum上，这使得辣椒不同栽培种和野生辣椒种之间的系统发育关系、遗传多样性、种群分化等仍不清楚。
该研究中，团队首先利用PacBio长读测序技术和高通量染色体构象捕获图谱，对来自Annuum、Baccatum 和Pubescens分支的三份辣椒材料进行高质量基因组组装，构建泛基因组图谱。在此基础上，对5个驯化种及重要野生祖系和近缘种的500份材料进行基因组重测序，并以泛基因组图谱为参考，构建辣椒的单碱基分辨率变异图谱。
研究鉴定出不同辣椒栽培种之间高度分化的基因组区域，这些区域是不同栽培种在开花时间、特征风味以及对生物和非生物胁迫独特抗性方面差异的基础。通过全基因组关联分析，研究者在C. baccatum群体中鉴定到一个与果实形状极显著相关联的位点，并在候选区间内鉴定到一个OVATE基因，该基因可能是导致C. baccatum群体果实形态多样性的一个重要基因。
研究以图泛基因组图谱为参考，构建了辣椒的单碱基分辨率变异图谱；利用分子证据厘清了此前未明确的62个物种和9个品种的种质分类，修正了80个种质的错误分类。
邹学校（左7）科研团队合影。受访者 供图
据介绍，该研究提高了业界对辣椒多样性和驯化的认识，为未来的功能研究和辣椒属物种分子育种提供了全面而有价值的基因组资源。研究得到了国家自然科学基金、湖南省科技创新计划和美国国家自然科学基金等项目的支持。（来源：中国科学报 王昊昊）
相关论文信息：https://www.nature.com/articles/s41467-023-41251-4
