近日，我校房經(jīng)貴教授團(tuán)隊(duì)與中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院深圳農(nóng)業(yè)基因組研究所（嶺南現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科學(xué)與技術(shù)廣東省實(shí)驗(yàn)室深圳分中心）周永鋒團(tuán)隊(duì)在《自然·遺傳學(xué)（Nature Genetics）》上合作發(fā)表了題為“Grapevine pangenome facilitates trait genetics and genomic breeding”的研究論文。該研究基于首個(gè)馴化葡萄Grapepan v1.0圖泛參考基因組的組裝，研究構(gòu)建了包含單核苷酸變異（SNP）、插入缺失變異（InDel）和結(jié)構(gòu)變異（SV）的葡萄基因型圖譜與重要育種性狀的表型圖譜。進(jìn)一步通過系統(tǒng)的群體遺傳學(xué)與數(shù)量遺傳學(xué)挖掘，解析了葡萄復(fù)雜農(nóng)藝性狀的遺傳基礎(chǔ)，定位了29個(gè)農(nóng)藝性狀相關(guān)的數(shù)量性狀基因位點(diǎn)(QTLs)，并發(fā)現(xiàn)SVs對(duì)農(nóng)藝性狀缺失的遺傳力有顯著貢獻(xiàn)。通過整合機(jī)器學(xué)習(xí)算法、基因型圖譜、表型圖譜和數(shù)量遺傳學(xué)分析，該研究提出了葡萄多性狀的全基因組選擇育種模型，成功構(gòu)建了葡萄全基因組選擇育種體系。該體系將有效縮短育種年限、降低育種成本、提高育種效率，形成葡萄育種的新質(zhì)生產(chǎn)力，為我國(guó)快速突破葡萄種業(yè)瓶頸奠定了基礎(chǔ)。同時(shí)，這一研究的方法和模型也為其它多年生作物的遺傳育種提供了參考和借鑒。

葡萄遺傳育種與基因組學(xué)課題組長(zhǎng)期致力于葡萄種質(zhì)評(píng)價(jià)與創(chuàng)制以及高效育種方法的研發(fā)等，并基于葡萄著色性狀遺傳機(jī)理的深入研究，提出了基于色澤性狀的葡萄分子設(shè)計(jì)育種技術(shù)體系，這是葡萄重要性狀第一個(gè)精準(zhǔn)設(shè)計(jì)育種策略。相關(guān)研究先后發(fā)表于Plant Biotechnol J，J Exp Bot，Plant J等國(guó)際知名期刊。

中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院深圳農(nóng)業(yè)基因組研究所（嶺南現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科學(xué)與技術(shù)廣東省實(shí)驗(yàn)室深圳分中心）周永鋒研究員、肖華副研究員和我校房經(jīng)貴教授為該文章的通訊作者，基因組所(大鵬灣實(shí)驗(yàn)室)劉眾杰、王楠、蘇穎、龍頎明、彭艷玲和我校園藝學(xué)院上官凌飛老師為該文章的共同第一作者。中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院鄭州果樹研究所劉崇懷研究員、樊秀彩研究員等參與了該項(xiàng)研究。

圖1 | 葡萄T2T基因組組裝及泛參考基因組的構(gòu)建

圖2 | 與農(nóng)藝性狀相關(guān)的候選基因座及其人工選擇印記

該研究獲得了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)家優(yōu)秀青年科學(xué)基金（海外）、國(guó)家自然科學(xué)基金、江蘇省優(yōu)勢(shì)學(xué)科等項(xiàng)目的支持。

原文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41588-024-01967-5