近(jìn)日(rì)，河南省農業科學院花(huā)生(shēng)育種團隊在花(huā)生(shēng)基因組研究領域取得重要突破，相(xiàng)關研究成果以“A telomere-to-telomere genome assembly of the cultivated peanut”為(wèi)題發表在國(guó)際著名期刊《Molecular Plant（分子(zǐ)-植物(wù)）》上(shàng)。該研究報道(dào)了首個(gè)花(huā)生(shēng)栽培品種遠(yuǎn)雜(zá)9102基因組的(de)T2T（telomere-to-telomere）組裝，揭示了花(huā)生(shēng)基因組的(de)結構特征和(hé)進化(huà)曆程。這(zhè)一重要成果為(wèi)花(huā)生(shēng)基因功能研究和(hé)遺傳改良提供了重要理(lǐ)論依據。

已有(yǒu)的(de)花(huā)生(shēng)栽培種參考基因組來(lái)自(zì)不同品種，如'Tifrunner'、'Shitouqi'和(hé)'Fuhuasheng'，這(zhè)些基因組的(de)組裝結果顯著推動了花(huā)生(shēng)遺傳學和(hé)育種工(gōng)作(zuò)的(de)發展。但(dàn)這(zhè)些基因組仍存在着不同大小(xiǎo)的(de)缺口，尤其是在一些具有(yǒu)重要生(shēng)物(wù)學的(de)區(qū)域，如着絲粒和(hé)端粒，阻礙了對(duì)這(zhè)些區(qū)域的(de)功能和(hé)進化(huà)意義的(de)研究。為(wèi)了填補這(zhè)些缺口，科(kē)研團隊結合了PacBio HiFi、超長(cháng)ONT、Illumina和(hé)HiC測序數據，首次成功實現(xiàn)了花(huā)生(shēng)四倍體(tǐ)栽培種（Arachis hypogaea L., 2n=4x=40）的(de)完整基因組組裝，該組裝結果覆蓋了所有(yǒu)20個(gè)着絲粒和(hé)40個(gè)端粒區(qū)域。通(tōng)過進一步利用PacBio HiFi轉錄組測序數據，花(huā)生(shēng)基因注釋的(de)準确性得到了提升。與Tifrunner參考基因組相(xiàng)比，該基因組包含了123.2Mb的(de)新序列，其中含有(yǒu)1672個(gè)編碼蛋白的(de)基因。

科(kē)研團隊利用PSMC分析發現(xiàn)，花(huā)生(shēng)的(de)A亞基因組（subgenome A, subA）和(hé)B亞基因組（subgenome B, subB）都(dōu)在大約4000年(nián)前發生(shēng)了有(yǒu)效群體(tǐ)的(de)擴張，這(zhè)一時(shí)間(jiān)點與最早發現(xiàn)的(de)花(huā)生(shēng)時(shí)間(jiān)相(xiàng)吻合，暗(àn)示了該時(shí)間(jiān)可能是花(huā)生(shēng)栽培種四倍化(huà)事(shì)件(jiàn)發生(shēng)的(de)時(shí)間(jiān)。進一步對(duì)着絲粒區(qū)域的(de)研究發現(xiàn)，subB上(shàng)該區(qū)域的(de)重複序列高(gāo)于subA，但(dàn)subB上(shàng)年(nián)輕重複序列的(de)比例較少，這(zhè)表明(míng)較慢(màn)的(de)重複序列清除速度，而非更多的(de)重複序列插入，是導緻subB上(shàng)該區(qū)域重複序列含量更高(gāo)的(de)原因。此外(wài)，subA的(de)着絲粒區(qū)域較subB包含了更多的(de)串聯重複基因，這(zhè)些基因的(de)功能主要與蛋白質折疊和(hé)運輸相(xiàng)關，其育種方面的(de)意義有(yǒu)待進一步挖掘。

通(tōng)過對(duì)花(huā)生(shēng)基因組的(de)共線性分析，科(kē)研團隊探究了花(huā)生(shēng)從(cóng)二倍體(tǐ)野生(shēng)種（A. duranensis和(hé)A. ipaensis）到四倍體(tǐ)栽培種（A. hypogaea L.）的(de)演化(huà)過程。分析結果表明(míng)subA和(hé)subB的(de)大部分區(qū)域保持高(gāo)度的(de)共線性，但(dàn)也發生(shēng)了多次的(de)同源交換事(shì)件(jiàn)。通(tōng)過分析同源基因間(jiān)的(de)選擇壓力，研究發現(xiàn)花(huā)生(shēng)基因組在演化(huà)過程中發生(shēng)了選擇壓力放(fàng)松的(de)情況，這(zhè)一結果表明(míng)花(huā)生(shēng)的(de)演化(huà)過程可能伴随着同源基因間(jiān)的(de)功能分化(huà)。

本研究是河南省農業科學院花(huā)生(shēng)育種團隊繼揭示花(huā)生(shēng)遺傳馴化(huà)曆史和(hé)表型分化(huà)的(de)遺傳機(jī)制（Nature Genetics，2024）之後取得的(de)又(yòu)一重要成果。王曉波博士、孫子(zǐ)淇副研究員(yuán)和(hé)齊飛(fēi)豔副研究員(yuán)為(wèi)該論文(wén)共同第一作(zuò)者，張新友(yǒu)院士和(hé)鄭峥研究員(yuán)為(wèi)論文(wén)的(de)通(tōng)訊作(zuò)者。本研究得到了國(guó)家(jiā)重點研發計(jì)劃、神農(nóng)種業(yè)實驗室一流課題、河南省重大科(kē)技(jì)專項、國(guó)家(jiā)花(huā)生(shēng)産業(yè)技(jì)術體(tǐ)系、河南省花(huā)生(shēng)産業(yè)技(jì)術體(tǐ)系、河南省農業科學院傑出青年(nián)基金(jīn)等項目的(de)資助。