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蔬菜所完成中国南瓜T2T基因组组装并揭示果实重要性状遗传调控

时间:2026-04-20 17:52 来源:蔬菜所 【字体:

  近日,由蔬菜所瓜类研究团队牵头,联合华中农业大学成功组装了端粒到端粒(T2T)的中国南瓜(Cucurbitamoschata)完整基因组,并基于该基因组构建高密度遗传图谱,揭示果实重要性状遗传调控机制。相关研究论文“Telomere-to-Telomere Genome Assembly of Pumpkin (Cucurbita moschata) Facilitates QTL Identification of Fruit Traits”于2026年4月16日在国际著名学术期刊Horticulture Research(中科院农林科学一区top,IF=8.5)上发表。蔬菜所联培硕士研究生路祎明、刘佳颖及邓丽婷博士为论文共同第一作者,蔬菜所李俊星研究员与华中农业大学孔秋生教授为论文共同通讯作者。

  南瓜是全球重要的葫芦科蔬菜作物,适应性好、抗逆性强,因此栽培广泛。其果实营养价值高、货架期长,在保障食品和营养安全方面发挥重要作用。南瓜果实在形状、大小、果肉厚度等性状上表现出极其丰富的表型多样性,但高质量参考基因组的缺乏限制了南瓜果实性状的遗传解析及相关分子育种。

  该研究以团队核心种质资源YGX2019 为材料,利用 PacBio HiFi、ONT ultra-long、Illumina 及 Hi-C 测序技术,组装了大小为289.6 Mb、Contig N50 达11.2 Mb的T2T级别基因组。相比于早期基于二代测序技术获得的参考基因组,YGX2019基因组的连续性与完整性得到显著提升,成功解析了42.6 Mb的新增序列,其中 91.96% 为以转座子为主的重复序列。进化与比较基因组学分析证实,南瓜属的共同祖先在与冬瓜族(Benincaseae)分化后(约 26.34 Mya),经历了一次南瓜属特有的全基因组复制(WGD)事件,此次 WGD 事件可能为南瓜属大型肉质果实的发育以及生殖隔离的建立提供了遗传物质基础。

  基于上述基因组,研究人员利用品质成分、果形差异显著的两个南瓜高代自交系构建遗传群体,绘制了一张包含7,213个bin标记,总长2,538.27 cM的高密度遗传图谱。通过该图谱,对果形和糖/淀粉含量等20个果实核心性状进行QTL定位,共鉴定出165个QTLs,并针对控制果型和果肉厚度的两个主效 QTLs成功开发了紧密连锁的分子标记,鉴定到调控两个果实性状的关键候选基因β-tubulin和AUX/IAA。这些研究成果极大地丰富了对南瓜果实发育遗传调控的认知,为未来南瓜果实性状改良相关分子标记辅助选择和靶向基因组编辑育种提供了坚实的理论基础和基因资源。

  该研究得到科技创新战略(农业科研主力军建设)项目、广东省农业农村厅项目、广东省农业科学院现代种业创新能力提升工程及高水平农科院建设专项资助等多个项目的资助。

  全文链接:https://academic.oup.com/hr/advance-article/doi/10.1093/hr/uhag141/8655585

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