全球首個高質量花生泛基因組圖譜繪制

記者7月14日從河南農業(yè)大學獲悉，該校教授殷冬梅團隊首次繪制了高質量的花生泛基因組圖譜，并找到了影響花生籽粒大小和重量的關鍵分子開關。這一成果不僅為未來花生基因組學輔助改良育種提供了理論基礎，也為高產優(yōu)質花生的培育按下“快進鍵”。相關研究成果日前發(fā)表在國際期刊《自然·遺傳學》上。

花生起源于南美洲，是農作物中唯一地上開花、地下結果的豆科作物。其基因組龐大且結構復雜，給相關研究帶來了諸多挑戰(zhàn)。為深入探究花生的遺傳奧秘，科研團隊采集了來自全球34個主要花生產區(qū)的269份種質資源，涵蓋野生種、地方品種和現代改良品種，包括2個二倍體野生種、2個四倍體野生種和4個栽培品種代表，幾乎覆蓋了花生的“前世今生”。

殷冬梅團隊通過高精度基因組組裝技術，繪制了全球首個高質量花生泛基因組圖譜。在這份精密的花生“家譜”中，團隊首次揭示了全基因組水平的結構變異對花生產量相關性狀的影響，精準定位到決定籽粒大小與重量的關鍵變異點。這一成果為花生產量和抗病遺傳改良提供了重要的遺傳資源。

研究團隊深入研究后發(fā)現，決定花生果實大小和重量的秘密，藏在基因組的結構變異之中。其中，影響花生籽粒大小的“主角”，是一個名叫AhARF2-2的基因。該基因的一處微小結構變異會導致其功能發(fā)生變化，從而“放松”了對籽粒膨大的抑制作用，讓花生籽粒可以長大。

研究人員進一步將該變異導入模式植物擬南芥中，結果顯示，種子明顯更大了。這一突破為未來通過分子育種手段培育高產花生品種提供了精準靶點。

此外，團隊還發(fā)現了另一個與籽粒重量顯著相關的變異基因AhCKX6。它有望成為未來花生育種領域的“潛力股”，為培育更高產、更優(yōu)質的花生品種帶來新希望。

花生是全球重要的油料與經濟作物，其單產水平的提升，對于保障植物油和優(yōu)質蛋白的穩(wěn)定供給、維護國家糧油安全具有舉足輕重的作用。

這項研究不僅豐富了人類對花生基因組的理解，也促進了花生產業(yè)的發(fā)展。

對此，中國科學院院士錢前認為，該研究是花生科研領域里程碑式的重大突破，為未來種質創(chuàng)制與育種策略的制定提供了新思路，也為其他作物的泛基因組研究提供了借鑒。

殷冬梅表示，她最大的愿望就是通過基因編輯、分子標記輔助選擇等現代育種技術，為國家培育出最好的“金種子”，讓花生真正成為農民增收致富的“金豆子”。（記者孫越 通訊員周紅飛 楊藝辰）

(責編：郝孟佳、孫競)