山葡萄（Vitis amurensis Rupr.）是一種屬于東亞種群區的野生葡萄，是葡萄屬中最抗寒的物種。野生山葡萄原產中國東北、華北及朝鮮半島北部、俄羅斯遠東地區，是我國東北地區的特產，其果實可鮮食和釀酒。山葡萄在葡萄育種和葡萄酒產業中被廣泛使用，僅在國內，中國本土山葡萄及其衍生品種的種植面積超過1.5萬公頃。高質量參考基因組的組裝和注釋對山葡萄重要農藝性狀的功能基因組學研究和對山葡萄的遺傳改良具有重要理論意義和應用價值。
2024年4月26日，Horticulture Research雜志在線發表了山東省葡萄研究院聯合中國農業科學院特產研究所、華北理工大學、成都中醫藥大學、中國農業科學院深圳農業基因組研究所多家單位合作完成的題為“De novo assembling a high-quality genome sequence of Amur grape （Vitis amurensis Rupr.） gives insight into Vitis divergence and sex determination” 的研究論文。該研究使用ONT、DNBSEQ和Hi-C測序數據，對中國山葡萄品種‘左山一’進行了從頭組裝，獲得了一個高質量基因組。BUSCO評估值均高達97.5%，最終組裝序列大小為522.28 Mb， contig N50長度為2,512,611bp，注釋得到了27,635個蛋白質編碼基因。基于這個高質量的山葡萄基因組，比較了以山葡萄、歐洲葡萄、河岸葡萄為代表的東亞種、歐亞種以及美洲種之間的進化關系以及染色體結構變異。發現三個種之間的分歧時間約為2.3-2.8 百萬年前，而歐洲葡萄和山葡萄的親緣關系比河岸葡萄更近。并發現三種葡萄在3、9、10和18號染色體有大的倒位，這些大的染色體結構變異可能導致了三者在進化上的分歧。
研究人員以本研究組裝的山葡萄基因組為參考基因組，基于包括雌、雄、兩性性別的山葡萄自然群體的重測序數據進行選擇性清除（Selective Sweep）分析，在山葡萄基因組2號染色體上鑒定了一個高度可信的山葡萄性別決定區（sex-determining region），這個山葡萄性別決定區與在歐洲葡萄中鑒定的性別決定區高度同源。此外，研究人員還發現在山葡萄3號和16號染色體上可能也存在與性別決定相關的區域。性別決定區的研究，對于未來培育產業上所需求的兩性花山葡萄品種十分重要。
山葡萄酒是中國特色葡萄酒中的一抹亮點，是表達“中國風土特色”的代表性葡萄品種。山葡萄高質量基因組的完成，為山葡萄的深入研究提供了重要的數據支撐和理論基礎，是“中國葡萄酒，當驚世界殊”發展過程中的重要標志。
山東省葡萄研究院葡萄種質資源與育種創新團隊王鵬飛研究員為該論文的第一作者，成都中醫藥大學博士生孟繁博為論文的共同第一作者，山東省葡萄研究院趙紅軍研究員與華北理工大學王希胤教授為論文的共同通訊作者，中國農業科學院特產研究所楊義明副研究員、中國農業科學院深圳農業基因組研究所周永鋒研究員也參與了本研究的相關工作。該研究獲得了山東省重點研發計劃（重大科技創新工程）、山東省農業良種工程、山東省自然科學基金等項目的資助。（撰稿：王鵬飛 核稿：趙紅軍）
日期：2024-05-04
2024年4月26日，Horticulture Research雜志在線發表了山東省葡萄研究院聯合中國農業科學院特產研究所、華北理工大學、成都中醫藥大學、中國農業科學院深圳農業基因組研究所多家單位合作完成的題為“De novo assembling a high-quality genome sequence of Amur grape （Vitis amurensis Rupr.） gives insight into Vitis divergence and sex determination” 的研究論文。該研究使用ONT、DNBSEQ和Hi-C測序數據，對中國山葡萄品種‘左山一’進行了從頭組裝，獲得了一個高質量基因組。BUSCO評估值均高達97.5%，最終組裝序列大小為522.28 Mb， contig N50長度為2,512,611bp，注釋得到了27,635個蛋白質編碼基因。基于這個高質量的山葡萄基因組，比較了以山葡萄、歐洲葡萄、河岸葡萄為代表的東亞種、歐亞種以及美洲種之間的進化關系以及染色體結構變異。發現三個種之間的分歧時間約為2.3-2.8 百萬年前，而歐洲葡萄和山葡萄的親緣關系比河岸葡萄更近。并發現三種葡萄在3、9、10和18號染色體有大的倒位，這些大的染色體結構變異可能導致了三者在進化上的分歧。
研究人員以本研究組裝的山葡萄基因組為參考基因組，基于包括雌、雄、兩性性別的山葡萄自然群體的重測序數據進行選擇性清除（Selective Sweep）分析，在山葡萄基因組2號染色體上鑒定了一個高度可信的山葡萄性別決定區（sex-determining region），這個山葡萄性別決定區與在歐洲葡萄中鑒定的性別決定區高度同源。此外，研究人員還發現在山葡萄3號和16號染色體上可能也存在與性別決定相關的區域。性別決定區的研究，對于未來培育產業上所需求的兩性花山葡萄品種十分重要。
山葡萄酒是中國特色葡萄酒中的一抹亮點，是表達“中國風土特色”的代表性葡萄品種。山葡萄高質量基因組的完成，為山葡萄的深入研究提供了重要的數據支撐和理論基礎，是“中國葡萄酒，當驚世界殊”發展過程中的重要標志。
山東省葡萄研究院葡萄種質資源與育種創新團隊王鵬飛研究員為該論文的第一作者，成都中醫藥大學博士生孟繁博為論文的共同第一作者，山東省葡萄研究院趙紅軍研究員與華北理工大學王希胤教授為論文的共同通訊作者，中國農業科學院特產研究所楊義明副研究員、中國農業科學院深圳農業基因組研究所周永鋒研究員也參與了本研究的相關工作。該研究獲得了山東省重點研發計劃（重大科技創新工程）、山東省農業良種工程、山東省自然科學基金等項目的資助。（撰稿：王鵬飛 核稿：趙紅軍）
日期：2024-05-04
