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白菜類蔬菜包括結(jié)球白菜（大白菜）、小白菜、菜心、蕪菁和油用白菜等，其中大白菜和小白菜是我國傳統(tǒng)的重要蔬菜作物，約占蔬菜種植面積的15%，是名副其實(shí)的“當(dāng)家菜”。
12月7日，北京市農(nóng)林科學(xué)院蔬菜研究中心白菜課題組在《植物生物技術(shù)雜志》在線發(fā)表論文。該研究發(fā)布了不結(jié)球白菜（小白菜）的高質(zhì)量基因組，首次揭示了基因組結(jié)構(gòu)變異在白菜類蔬菜重要性狀進(jìn)化和選擇中的重要作用。
研究人員通過整合PacBio測序、Illumina測序和Hi-C技術(shù)的數(shù)據(jù)，成功組裝了小白菜的基因組序列，獲得了染色體水平的高質(zhì)量參考基因組序列圖譜（N50=2.82 Mb）。通過比較基因組學(xué)方法，繪制了3個基因組（大白菜、小白菜和油用白菜）的綜合變異圖譜，包括單堿基多態(tài)性（SNP）、插入/缺失（InDel）和存在/缺失變異（PAV）等，并對3個亞種間的基因結(jié)構(gòu)變異（SV）進(jìn)行了分析。
白菜類蔬菜在長期進(jìn)化過程中形成了不同的亞種和變種，產(chǎn)生了廣泛的器官形態(tài)變異，抽薹開花習(xí)性也產(chǎn)生了明顯分化。葉形態(tài)變異和抽薹開花是白菜類蔬菜的研究熱點(diǎn)和育種中極受關(guān)注的兩個重要性狀。
研究人員基于PAV和SV分析鑒定了多個葉片發(fā)育和開花的關(guān)鍵基因。例如，轉(zhuǎn)錄因子KANADI（KAN）是植物特有的控制側(cè)生器官極性發(fā)育的基因，主要是通過對植物遠(yuǎn)軸面的作用而使植物側(cè)生器官表現(xiàn)出不對稱性。該研究在白菜中鑒定了9個KAN家族基因，其中5個KAN基因具有PAV或者SV，認(rèn)為這些基因在白菜葉部形態(tài)建成中發(fā)揮了重要作用。
該研究對白菜類蔬菜作物器官形態(tài)建成和開花等重要性狀進(jìn)化分子機(jī)制的解析和遺傳改良具有重要意義。
助理研究員李佩榮和副研究員蘇同兵為該論文并列第一作者，澳大利亞西澳大學(xué)教授David Edwards、北京市農(nóng)林科學(xué)院蔬菜中心研究員于拴倉和張鳳蘭為共同通訊作者。該研究得到了北京市農(nóng)林科學(xué)院基因組育種協(xié)同創(chuàng)新中心、院杰出科學(xué)家培育計(jì)劃和國家自然科學(xué)基金等項(xiàng)目資助。
作者：王方
本文來自：中國科學(xué)報(bào)
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