陜西
2026年6月8日，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所王曉武研究員、武劍研究員團隊在Nature Genetics上發(fā)表了題為“GenomicAnalysis of 3,330AccessionsProvidesInsights into theEvolutionaryHistory andSelf-incompatibilityLocus of theBrassica'A'Genome”的研究長文。該研究首次系統(tǒng)揭示了蕓薹屬“A”基因組物種的演化歷史，并破解了白菜自交不親和位點的“基因組保險箱”機制。這一發(fā)現(xiàn)為蕓薹屬作物基因組演化和自交不親和性利用提供了全新的理論依據(jù)。
提到蕓薹屬，很多人可能覺得陌生，但說到它的“家族成員”——白菜、油菜、芥菜、甘藍，大家就會恍然大悟。經(jīng)典的“U三角”模型清晰的展示了蕓薹屬物種基因組的組成：包括白菜（AA）、黑芥（BB）、甘藍（CC）三個二倍體物種，以及由它們雜交形成的甘藍型油菜（AACC）、芥菜（AABB）、埃塞俄比亞芥（BBCC）三個四倍體物種。
攜帶“A”基因組的白菜、甘藍型油菜和芥菜既是重要的蔬菜，也是重要的油料作物。考古證據(jù)表明，白菜類作物自新石器時代起已經(jīng)被人類種植。然而，由于蕓薹屬作物在人類歷史早期就隨著古人類的遷徙傳遍全球，其真正的“老家”在哪？它們又是如何演變成今天豐富多樣的形態(tài)的？這些謎題一直困擾著科學(xué)界。
為了解開這個謎團，研究團隊構(gòu)建了由3330份材料組成的“A”基因組變異圖譜。團隊構(gòu)建了由21個高質(zhì)量白菜基因組組成的基因組泛區(qū)塊（Pan-Blocks），并基于Pan-Block策略，鑒定到一個古老的基因組倒位事件。根據(jù)這一古老的基因組倒位事件及3330份材料的系統(tǒng)發(fā)育樹，重建了“A”基因組的演化歷史，提出白菜起源及在歐亞大陸的三條主要擴散路線，其中在東向傳播過程中，與黑芥雜交形成了芥菜；在西向傳播過程中，與甘藍雜交，形成了甘藍型油菜。
在自然界，很多植物為了保持后代活力及種群平衡，進化出了一套拒絕“近親結(jié)婚”的機制，這就是“自交不親和性（SI）”。那么，白菜的這套“防近親”系統(tǒng)是如何運作的呢？
在1475份重測序白菜材料中，研究團隊共鑒定出29種不同的S單倍型。進一步研究發(fā)現(xiàn)，SI位點區(qū)域形成了獨特的“S-locus block”（長度約65.69–97.78 kb）。同一單倍型內(nèi)的S-locus block高度保守，而不同單倍型之間則幾乎喪失共線性。轉(zhuǎn)座子分析揭示，TE序列占S-locus block長度的43%–55%，并形成類似“條形碼”的單倍型特異結(jié)構(gòu)。這些轉(zhuǎn)座子驅(qū)動的結(jié)構(gòu)變異會阻礙重組，使該區(qū)域形成一個幾乎不發(fā)生重組的獨立遺傳區(qū)域——團隊形象地稱之為‘基因組保險箱’。這個結(jié)構(gòu)確保了SCR和SRK基因的配對關(guān)系能夠穩(wěn)定遺傳，從而維持了整個自交不親和系統(tǒng)的正常運行。”
S-locus分析
綜上所述，該研究不僅探索了基礎(chǔ)科學(xué)問題，更有重大的應(yīng)用價值。自交不親和性是白菜雜交制種的重要基礎(chǔ)。對SI位點單倍型的系統(tǒng)解析，不僅揭示了其維持遺傳多樣性的內(nèi)在機制，也為雜交種選育提供了精準的分子工具。
中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所為該論文的唯一單位。中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所蔡旭副研究員為第一作者，王曉武研究員與武劍研究員為論文共同通訊作者。該研究得到了國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學(xué)基金青年項目以及中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技創(chuàng)新工程等項目的支持。
論文鏈接：
https://www.nature.com/articles/s41588-026-02626-7
特別聲明：以上內(nèi)容(如有圖片或視頻亦包括在內(nèi))為自媒體平臺“網(wǎng)易號”用戶上傳并發(fā)布，本平臺僅提供信息存儲服務(wù)。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.
