大豆“中黃13”基因組發布為國產優異大豆品種培育定基礎

中科院遺傳與發育生物學研究所聯合中國科技大學、江蘇省農業科學院種質資源與生物技術所、北京貝瑞和康生物技術有限公司等，對中國國審大豆品種“中黃13”（Gmax_ZH13）的基因組進行從頭組裝，最終得到1.025 Gb的基因組序列，包含20條染色體和1條葉綠體。相關成果近日以封面文章形式在線發表于《中國科學—生命科學》。

大豆起源于中國，古稱“菽”，約在5000年前由其野生種馴化而來，隨后廣泛傳播于世界各地。大豆在引種和改良過程中產生了遺傳瓶頸效應，使來自不同主產區的大豆品種間具有顯著的遺傳變異。目前廣泛采用的大豆參考基因組來源于美國品種“Williams 82”。該單一品種的基因組并不能完全代表所有大豆的遺傳變異，特別是和美國地理距離遙遠具有明顯遺傳變異的亞洲品種。此外，功能研究發現該基因組存在多處組裝錯誤，影響了功能基因的定位挖掘。

合作團隊綜合運用單分子實時測序、單分子光學圖譜和高通量染色體構象捕獲技術，分析得出“中黃13”基因組Contig N50為3.46 Mb，Scaffold N50為51.87 Mb，是目前連續性最好的植物基因組之一。進一步分析，Gmax_ZH13和Williams 82基因組之間存在著大量的遺傳變異，包括1404個易位事件、161個倒位事件、1233個倒位易位事件，以及在Gmax_ZH13中出現的505506個小插入/缺失和17409個大插入/缺失。

該研究整合大量轉錄組數據為Gmax_ZH13基因注釋基因構建了一個完整的基因共表達網絡，得到26個可能控制大豆開花時間的基因，并利用自然群體遺傳變異和表型差異的關聯對其中部分基因進行驗證，為重要農藝性狀基因的挖掘提供了新思路。Gmax_ZH13基因組的發表為大豆基礎研究提供了重要資源，為國產優異大豆品種的培育奠定了基礎。