破解“天书”！谷子高质量图基因组解密

6月8日，中国农业科学院作物科学研究所（以下简称“作科所”）特色农作物优异种质资源发掘与创新利用团队，通过对谷子种质资源的基因组变异和群体结构分析，组装了谷子第一个高质量图基因组，系统阐明了谷子起源及驯化改良的过程；对谷子及其野生种青狗尾草的1844份核心种质资源进行深入分析，发掘了1084个重要性状相关位点和基因，创制了谷子图基因组精准高效育种方法，为培育突破性品种提供了理论基础和技术路径。相关成果发表在国际权威学术期刊《自然·遗传学》（Nature Genetics）上。

论文通讯作者、作科所研究员刁现民表示，基于高覆盖深度测序，理清了谷子野生种、农家品种和现代育成品种的群体结构、分类和衍化关系，认识到谷子和水稻有着类似的基因组变异水平；群体遗传学证据清楚表明谷子单起源，全世界的谷子均来自中国。

中国工程院院士刘旭表示，我国是谷子的起源国，也保存有全世界最多的谷子资源，但系统深入的研究缺乏，限制了其遗传育种水平的提升。该研究清晰了谷子野生种、农家品种和现代育成品种三类资源的基因组变异本底，了解了三类资源的亚群分类和地理分布及其演化的可能过程，从遗传学上肯定了谷子单起源中心，即中国起源中心的理论，是利用新技术进行资源研究的典型代表。

中国科学院院士李家洋表示，《自然·遗传学》（Nature Genetics）发表的谷子图泛基因组研究，是杂粮领域第一个高质量图泛基因组。这一工作不仅是谷子研究的又一次“里程碑”式工作，也是对“小作物-大作为”的最好诠释，并将对其他作物研究具有重要推动作用。

中国科学院院士韩斌表示，这项工作不仅对谷子种质资源群体结构有了新认识——发现了一个更为古老的、环境适应性强的亚群，而且对谷子驯化、改良进行了系统研究，鉴定出大量与驯化、育种选择相关的变异位点。

中国工程院院士万建民表示，这些持续选择基因和性状关联位点对谷子重要性状遗传解析及标记辅助育种至关重要。同时，在多作物平行驯化越来越明晰的情况下，相关研究结果也对其他作物重要性状的遗传解析提供了重要参考。

中国科学院院士钱前表示，该研究让他们更清晰地看到了基因组结构变异对发掘基因功能的重要性，为谷子模式植物体系提供了基因组和表型数据基础，全面提升谷子的育种水平和产量品质潜力，使我国保持谷子基础和育种研究的国际领先地位。

图为谷子种质资源规模化挖掘利用。中国农业科学院作物科学研究所供图

作科所研究员刁现民、纽约大学基因组学和系统生物学研究中心教授Michael Purugganan和作科所研究员贾冠清为该论文共同通讯作者。作科所博士后贺强、副研究员汤沙，研究员智慧，以及中科院动物所陈金锋研究员为该论文共同第一作者。