9月29日，中國農業科學院作物科學研究所特色農作物優異種質資源發掘與創新利用創新團隊牽頭國內外多家單位完成了飯豆高質量基因組組裝和解析，揭示了其進化地位，解析了群體遺傳多樣性和遺傳結構，鑒定出多個重要性狀主效位點和候選基因，發掘了一批優異潛在育種親本材料，對未來飯豆育種改良提供重要參考，同時也為豇豆屬其他作物的育種研究提供優異基因資源。相關研究成果在《自然通訊（Nature Communications）》上以長文形式發表。
飯豆，俗稱赤小豆、米豆、爬山豆，與近緣種綠豆、小豆等相比，飯豆具有高產、高抗病蟲、耐逆性好等更多優勢，是有效應對氣候變化卻在現代農業生產中被忽視的潛力作物。作為小眾豆種，飯豆是典型的“亞洲作物”，遺傳育種研究落后，且缺乏高質量基因組和精細物理圖譜，阻礙了飯豆重要性狀的遺傳解析和優異基因的挖掘利用。
研究團隊組裝出迄今為止連續性最高的豇豆屬基因組（525.6 Mb），注釋出26,736個高置信度蛋白質編碼基因。基于440份地方品種全基因組重測序，將飯豆資源分為三個遺傳組，即南亞和東南亞組，中國南方組和中國北方組。其中南亞和東南亞組的遺傳多樣性最豐富，從全基因組水平支撐了南亞和東南亞地區為飯豆起源地的假說。研究人員還從飯豆對光周期變化較為敏感的特性入手，分析了不同地理組之間的遺傳分化，鑒定出三個在高、低緯度區的開花期形成顯著差異的主效QTL和候選基因（PRR3b，FT，FUL），可以作為培育廣適性品種的高效分子標記。此外，基于兩年兩點的粒長、百粒重等數據分析，發現了一個引起粒長和粒重增加的主效QTL（CYP78A6）。
針對產量相關性狀，研究鑒定到一個位于TFL1基因第一個外顯子上的2-nt缺失，使TFL1基因翻譯提前終止。其中具有純合2-nt缺失的32份地方種全部來自中國中南部的湖北、湖南、重慶、貴州和廣西相鄰五省，且與其他地方中遺傳分化明顯，表明這32份種質大約200年前受到了當地農民的選擇或改良，可以作為未來育種的優良親本材料。
總之，飯豆高質量參考基因組的組裝、地方品種變異圖譜的構建及開花期、生長習性及產量相關性狀等基因發掘，為飯豆進化分析、種質創新和育種改良等，為研究豇豆屬進化提供了重要借鑒和寶貴資源，也為探索飯豆起源馴化和重要性狀基因克隆奠定了基礎。
作科所已畢業博士生官健濤和已畢業碩士張金濤、公丹為論文的共同第一作者。作科所王麗俠研究員和北京市農林科學院生物技術研究所謝華研究員為論文的共同通訊作者。研究得到了科技部國家重點研發計劃、國家食用豆產業技術體系、作物種質資源保護、中國農業科學院創新工程和第三次全國農作物普查等項目的支持。
文章鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-022-33515-2
日期：2022-10-09
飯豆，俗稱赤小豆、米豆、爬山豆，與近緣種綠豆、小豆等相比，飯豆具有高產、高抗病蟲、耐逆性好等更多優勢，是有效應對氣候變化卻在現代農業生產中被忽視的潛力作物。作為小眾豆種，飯豆是典型的“亞洲作物”，遺傳育種研究落后，且缺乏高質量基因組和精細物理圖譜，阻礙了飯豆重要性狀的遺傳解析和優異基因的挖掘利用。
研究團隊組裝出迄今為止連續性最高的豇豆屬基因組（525.6 Mb），注釋出26,736個高置信度蛋白質編碼基因。基于440份地方品種全基因組重測序，將飯豆資源分為三個遺傳組，即南亞和東南亞組，中國南方組和中國北方組。其中南亞和東南亞組的遺傳多樣性最豐富，從全基因組水平支撐了南亞和東南亞地區為飯豆起源地的假說。研究人員還從飯豆對光周期變化較為敏感的特性入手，分析了不同地理組之間的遺傳分化，鑒定出三個在高、低緯度區的開花期形成顯著差異的主效QTL和候選基因（PRR3b，FT，FUL），可以作為培育廣適性品種的高效分子標記。此外，基于兩年兩點的粒長、百粒重等數據分析，發現了一個引起粒長和粒重增加的主效QTL（CYP78A6）。
針對產量相關性狀，研究鑒定到一個位于TFL1基因第一個外顯子上的2-nt缺失，使TFL1基因翻譯提前終止。其中具有純合2-nt缺失的32份地方種全部來自中國中南部的湖北、湖南、重慶、貴州和廣西相鄰五省，且與其他地方中遺傳分化明顯，表明這32份種質大約200年前受到了當地農民的選擇或改良，可以作為未來育種的優良親本材料。
總之，飯豆高質量參考基因組的組裝、地方品種變異圖譜的構建及開花期、生長習性及產量相關性狀等基因發掘，為飯豆進化分析、種質創新和育種改良等，為研究豇豆屬進化提供了重要借鑒和寶貴資源，也為探索飯豆起源馴化和重要性狀基因克隆奠定了基礎。
作科所已畢業博士生官健濤和已畢業碩士張金濤、公丹為論文的共同第一作者。作科所王麗俠研究員和北京市農林科學院生物技術研究所謝華研究員為論文的共同通訊作者。研究得到了科技部國家重點研發計劃、國家食用豆產業技術體系、作物種質資源保護、中國農業科學院創新工程和第三次全國農作物普查等項目的支持。
文章鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-022-33515-2
日期：2022-10-09
