黃花苜蓿(Medicago sativa ssp. falcata) 是苜蓿屬多年生優(yōu)質(zhì)牧草，耐寒、抗旱且耐鹽堿，廣泛分布于我國(guó)北部、蒙古國(guó)及俄羅斯地區(qū)。作為苜蓿抗逆育種的關(guān)鍵野生近緣種質(zhì)，黃花苜蓿飼用價(jià)值優(yōu)良，在退化草地生態(tài)修復(fù)和苜蓿育種改良中不可或缺。

近日，中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)草業(yè)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院張?zhí)N薇/王慧團(tuán)隊(duì)Journal of Genetics and Genomics在線發(fā)表題為“High-quality genome assembly and genotype diversity of Medicago sativa ssp. falcata”的研究論文。該研究構(gòu)建了黃花苜蓿高質(zhì)量二倍體參考基因組，并完成對(duì)271份種質(zhì)材料的群體遺傳分析，為解析其抗逆遺傳機(jī)制、追溯進(jìn)化歷程提供了重要的基因組資源。

研究團(tuán)隊(duì)整合Illumina、PacBio HiFi、Hi-C等技術(shù)，獲得二倍體黃花苜蓿Medicago sativa ssp. falcata (accession PI631549) 高質(zhì)量參考基因組?；蚪M大小約745.04 Mb，Contig N50達(dá)47.39 Mb，Scaffold N50為93.47 Mb，BUSCO完整度達(dá)96.95%。比較基因組顯示其與紫花苜蓿親緣最近，關(guān)鍵基因家族擴(kuò)張富集于甜菜紅素、異黃酮等次生代謝通路，揭示其強(qiáng)抗逆性與黃花表型遺傳基礎(chǔ)。團(tuán)隊(duì)對(duì)271份核心種質(zhì)進(jìn)行重測(cè)序，將其分為9個(gè)類群，倍性鑒定確認(rèn)87份為二倍體，其余為多倍體；歐亞群體差異揭示了環(huán)境驅(qū)動(dòng)適應(yīng)性進(jìn)化機(jī)制。

二倍體黃花苜?；蚪M組裝及比較基因組學(xué)分析

A：黃花苜蓿(黃色字體)與紫花苜蓿(紫色字體)之間的點(diǎn)圖共線性比較；B：黃花苜蓿與蒺藜苜蓿(綠色字體)之間的點(diǎn)圖共線性比較；C：黃花苜蓿及其近緣物種的時(shí)間校準(zhǔn)系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)；D：黃花苜蓿中擴(kuò)張基因家族的 KEGG 通路富集分析；E：黃花苜蓿與紫花苜蓿之間Ka/Ks ≥ 2的基因的KEGG通路富集分析；F：271份黃花苜蓿種質(zhì)資源的系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)；G：通過(guò)k-mer分析獲得的“Subset 1n Coverage Estimate”。

二倍體黃花苜蓿高質(zhì)量參考基因組解析及大規(guī)模種質(zhì)群體遺傳分析，為苜蓿種質(zhì)資源保護(hù)、精準(zhǔn)鑒定與抗逆育種提供了關(guān)鍵支撐，也為推動(dòng)草地生態(tài)修復(fù)提供了核心遺傳資源。

作者簡(jiǎn)介

中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)在讀博士研究生黃逸之和白一葦為該論文共同第一作者。王慧副教授和張?zhí)N薇教授為共同通訊作者。相關(guān)工作得到鄂爾多斯市草業(yè)產(chǎn)業(yè)重大科技專項(xiàng)和國(guó)家自然科學(xué)基金資助。