草业学院王赞团队在紫花苜蓿基因组结构变异研究方面取得重要进展

近日，中国农业大学王赞团队在在植物学领域权威期刊《植物生物技术杂志》（Plant Biotechnology Journal, 中科院一区Top期刊）在线发表研究论文《野生二倍体紫花苜蓿基因组组装揭示野生和栽培苜蓿基因组结构变异机制》（The chromosome-level assembly of the wild diploid alfalfa genome provides insights into the full landscape of genomic variations between cultivated and wild alfalfa）。

紫花苜蓿被誉为“牧草之王”。栽培紫花苜蓿为同源四倍体，由于其高度的杂合性和和自交不亲和性，阻碍了紫花苜蓿重要农艺性状的遗传解析。二倍体紫花苜蓿被认为是栽培紫花苜蓿的祖先种， 组装二倍体紫花苜蓿基因组、解析二倍体和四倍体紫花苜蓿基因组结构变异，对挖掘与重要农艺性状相关的关键遗传位点和基因，加速紫花苜蓿分子育种具有重要意义。

该研究利用三代PacBio、Bionano以及HIC技术，结合最先进组装策略获得了完整连续的高质量二倍体紫花苜蓿基因组。鉴定了二倍体和四倍体紫花苜蓿的拷贝数变异（CNV）和获得/缺失变异（PAV）等结构变异，构建了第一个二倍体祖先种和四倍体栽培紫花苜蓿的结构变异图谱；验证了PAV基因MsNCR1在根瘤形成中的功能，以及F-box蛋白基因（MsSKIP23_1 and MsFBL23_1）在叶片发育中的功能，为紫花苜蓿重要农艺性状相关基因挖掘提供了重要的基因资源。

染色体水平的二倍体紫花苜蓿基因组组装和群体遗传结构分析

MsNCR1调控根瘤形成的表型鉴定

MsSKIP23_1和MsFBL23_1调控叶片发育的表型鉴定

中国农业大学博士后史昆为该论文第一作者，王赞教授为通讯作者。河北大学杜会龙教授、华北理工大学李育先博士、中科院遗传与发育生物研究所梁承志研究员、土耳其Adana AlparslanTürkeş Science and Technology University Muhammet Şakiroğlu教授、中国农业大学在校硕士研究生董洪斌和博士研究生周仂等参与了该项研究。该研究得到了国家自然科学基金 (31761143013)、北京市自然科学基金 (6212015)、国家林业和草原种质资源库 (2005DKA21003), 和中国农业大学人才经费(2022RC025)的资助。