喜讯 | IF=41！新疆农业科学院番茄泛基因组和代谢组联合研究成果见刊NG
2023年4月6日，新疆农业科学院园艺所、深圳农业基因组研究所联合研究的成果以“Super-pangenome analyses highlight genomic diversity and structural variation across wild and cultivated tomato species”为题发表在 Nature Genetics(IF=41.3)，文章报道了来自9个野生种和2个栽培品系的染色体水平的番茄基因组并构建了一个番茄超级泛基因组；还揭示了结构变异(SVs)的全景并基于SV的全基因组关联研究识别出与番茄风味相关性状和水果代谢物相关的大量信号。迈维代谢为本研究提供了代谢组检测分析服务。
有效利用野生近缘种是克服遗传基础狭窄的栽培番茄遗传改良挑战的关键。然而，目前对番茄野生种的高质量基因组的破译工作还不够。在这项研究中，作者通过从头组装来自10个番茄种的11个染色体水平的基因组，构建了一个番茄属超级泛基因组，这些基因组代表了番茄野生亲缘关系的主要分支及其在番茄中的对应栽培品种。文章研究并揭示了野生番茄和栽培番茄的广泛变异，通过比较分析揭示了番茄物种的基因组内容、进化史和结构变异的全景，从而发现了一种能提高番茄产量的野生番茄等位基因（图1）。
图1. 野生番茄细胞色素P450基因(Sgal12g015720 )的鉴定
大量研究表明，结构变异（SVs）是导致重要农艺性状的诱发变异；然而，群体规模的SV基因分型在植物中具有挑战性，从而阻碍了利用SV进行基因型-表型关联的鉴定。本研究对321个番茄群体中的SVs进行基因分型，并对32种风味相关化合物和362种果实代谢产物进行基于SV的GWAS分析（图2）。鉴定出的SVs与重要的番茄果味化合物和代谢物具有显著的相关性，基于SV的GWAS是对传统基于SNP进行GWAS研究的重要补充，这将有助于开发风味改良番茄品种的育种标记。
图2. 基于SV的GWAS识别番茄果味的附加关联信号
作者介绍
新疆农业科学院（第一作者和第一通讯作者单位），新疆农业科学院李宁博士、中国农业科学作物科学所贺强博士后为论文的共同第一作者，新疆农业科学院余庆辉研究员、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通讯作者。黄三文教授、费章君教授（康奈尔大学）和张金喆教授等对该研究做出了重要贡献。王娟博士、王柏珂博士等也参与了该研究。该研究得到了国家自然科学基金、国家现代农业技术体系及新疆农业科学院科技创新专项孵化项目等项目资助。
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