中国农科院新发现：构建茄科种间泛基因组，为育种应用提供新基础
近日，中国农业科学院蔬菜花卉研究所（以下简称“农科院蔬菜花卉所”）的蔬菜分子设计育种创新团队发出了振奋人心的科研成果。他们以46个高质量的茄科基因组为基础，成功构建了茄科跨物种的泛基因组，并深入探讨了种间演化下基因组变异的特征及机制。此项研究的成果题为《SolPGD: Solanaceae Pan-genomes Reveal Extensive Fractionation and Functional Innovation of Duplicated Genes》，已在《Plant Communications》期刊上发表。这一前沿性研究不仅为茄科植物的比较进化研究提供了重要参考，也为未来的功能基因挖掘与育种应用奠定了坚实基础。
茄科植物在农业中占有举足轻重的地位，涉及番茄、辣椒、马铃薯、茄子等重要经济作物，以及像枸杞、菇娘果和人参果这样的孤儿作物。这些作物在果实形态、代谢物和适应性等方面展现出强大的多样性。尽管在过往的十年中，相关模式作物如番茄的研究取得了显著进展，但其他茄科植物尤其是孤儿作物的研究仍相对滞后，育种潜力未被充分发掘。因此，从比较的角度__建立茄科跨物种泛基因组，探讨基因保留与丢失的规律，对于推动其他物种的研究显得尤为重要。
该研究基于208个测序的茄科植物基因组，最终筛选出46个高质量基因组样本，三代测序的组合带来了更精确的数据。这些基因组覆盖了主要的茄科种属，组成了一个强有力的基础平台。研究团队通过基因组共线性分析，共鉴定出43,395个共线性基因家族，提出了适合于泛基因组的基因家族分类方法。这一分类不仅为后续比较分析提供了便利，也为育种的科学决策提供了数据支撑。
深入的研究揭示了茄科物种间基因丢失的机制，主要通过假基因化（占53%）和基因转座（占11%）等方式。这些发现有助于理解不同茄科物种在基因组上如何适应环境，保持生物多样性。尤其是，对于古三倍化（T事件）的探讨，系统解析了茄科物种特有的该事件所引发的多拷贝基因，展现出其重要的功能潜力。以花发育ABCDE基因模型为例，研究团队发现这些基因在茄科植物中显示出高度的保守性，这意味着在不同的物种中，它们或将承担重要的生物学功能。
为推动此领域的研究，农科院蔬菜花卉所还开发了包含208个茄科基因组数据的泛基因组数据库（SolPGD），为科研人员提供了功能丰富的查询平台。SolPGD不仅支持茄科各类基因组数据的多维度查询，还可以进行孤儿作物与模式作物基因功能的比较查询。这一数据库无疑将为茄科物种的科学研究及育种应用提供强有力的支持。
在现代农业背景下，利用基因组数据推动植物育种的趋势日益明显。新技术和方法的持续发展，使得育种者可以更精确地选择目标基因，加速新种质的培育。这一研究的成果，无疑在推动茄科植物的基因组演化与基因功能分化方面，提供了全新的视角，同时为相关领域的研究人员提供了不可多得的数据支持。
这种前沿性的科研成果激发了学术界的广泛关注，也促使我们思考在众多未知面前，科学所能带来的改变与可能。未来，在茄科植物的研究与应用方面，期待着更多的突破与创新。
结尾提及：随着AI技术在农业基因研究中的渗透与应用，如何利用AI工具提升信息处理效率，增强研究的精准性，也是值得关注的方向。本研究展示了科学探索与技术创新之间的紧密结合，为广大科研人员提供了视野与机会。
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