科技日報記者 馬愛平
甘藍類蔬菜作物種類眾多，包括結球甘藍（圓白菜）、花椰菜、青花菜、芥藍、苤藍、羽衣甘藍、抱子甘藍等十余種變種類型，在世界范圍內廣泛種植，是我國最重要的一大類蔬菜作物之一。
2月15日，記者從中國農(nóng)業(yè)科學院獲悉，該院蔬菜花卉研究所蔬菜分子設計育種創(chuàng)新團隊和甘藍類蔬菜遺傳育種創(chuàng)新團隊，聯(lián)合荷蘭瓦赫寧根大學植物育種系生長與發(fā)育團隊，構建了高質量的甘藍泛基因組和圖形基因組，揭示了結構變異（SV）是大量基因表達劑量改變的重要調節(jié)因子，驅動了甘藍形態(tài)類型多樣化的快速馴化，該研究為甘藍變種形成的馴化機制提供了新的見解。相關成果日前發(fā)表在國際期刊《自然·遺傳學》上。
中國科學院院士、崖州灣國家實驗室副主任、中國農(nóng)業(yè)科學院作物科學研究所研究員錢前表示，這項研究充分利用了甘藍類蔬菜作物豐富的形態(tài)特征，通過泛基因組和大規(guī)模多組學數(shù)據(jù)分析，來回答它們是如何在較短的時間內馴化出如此多樣的變種類型。這項研究揭示了結構變異（SV）調控基因表達是甘藍多樣性進化的“分子加速器”這一重要規(guī)律。
該研究首先利用700余份甘藍野生種和覆蓋所有變種材料的重測序數(shù)據(jù)構建系統(tǒng)發(fā)育樹，發(fā)現(xiàn)甘藍變種主要起源于兩個獨立的馴化事件，一個馴化形成了以葉片/葉球形態(tài)多樣化為主的分支，另一個形成了以莖和花膨大等形態(tài)變異為主的分支。
704份甘藍群體材料的進化樹及代表性材料圖片。
“我們據(jù)此選取了22個代表性野生甘藍和變種材料，利用測序技術，構建了染色體水平的高質量基因組，其序列連續(xù)性、著絲粒完整性等與已發(fā)表的甘藍基因組相比顯著提升。該研究進一步構建了甘藍的圖形基因組，在700多份甘藍群體材料中開展變種特異性馴化選擇分析，挖掘到一批在不同變種中受到特異性馴化選擇的SV及相關基因?！闭撐耐ㄓ嵐餐髡摺⒅袊r(nóng)業(yè)科學院蔬菜花卉研究所研究員程鋒表示。
甘藍變種特異性馴化選擇的SV和基因示例。
值得一提的是，該研究中建立的“結構變異-基因表達改變-表型變異”的調控模型，加深了對結構變異調控性狀形成機制的理解，對回答“植物表型多樣化是如何形成的”這一重大科學問題具有重要意義。另外，研究成果首次揭示了基因表達劑量是基因丟失或功能變異之外的馴化選擇作用的重要對象，對開展其他作物的馴化研究具有參考價值。
中國科學院院士、中國熱帶農(nóng)業(yè)科學院院長、中國農(nóng)業(yè)科學院深圳農(nóng)業(yè)基因組研究所研究員黃三文表示，這篇論文是十字花科作物馴化研究的又一重大成果，揭示了甘藍變種的重要馴化機制。這項工作同時構建了迄今為止規(guī)模最大、質量最高的甘藍泛基因組。
（中國農(nóng)業(yè)科學院蔬菜花卉研究所供圖）
責任編輯： 李夢一本文鏈接：http://www.3ypm.com.cn/news-2-3081-0.html?突破！甘藍類蔬菜馴化的隱藏驅動力揭示
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