2023年6月21日，加工所聯合福建農林大學、深圳基因組所、北京林業大學和北京農學院等多家單位在Advanced Science（中科院一區，IF=17.5）發表了題為“Genomic Resequencing Unravels the Genetic Basis of Domestication, Expansion, and Trait Improvement inMorus atropurpurea”的研究論文。該研究利用PacBio和Nanopore兩種測序方法破譯了廣東桑雌株和雄株基因組，基因組完整性達96%以上。同時基於425份桑樹種質資源重測序數據，闡明了中國主要栽培桑樹的係統分類、群體演化和馴化曆史。進一步利用GWAS和選擇性清除分析鑒定了控製桑樹開花時間、葉片大小以及性別相關的基因組變異位點，為桑樹育種改良提供了重要遺傳基礎。

圖1 桑樹群體結構與進化分析

係統進化結果表明桑樹個體主要分為2大組，廣東桑（MAT）為一組，白桑和魯桑（MAM）為另一組，種間雜交種（CIH&JIH）在進化樹上位於兩組之間。在地理位置分布上，廣東桑組主要分布於華南地區，而白桑和魯桑組主要分布於中部和北部地區，與係統進化分析結果一致，認為中國栽培桑主要分為廣東桑和白桑兩個種，且這兩個種可能由各自的祖先分別在中國南部和北部獨立馴化而成。另外廣東桑又分為三個亞組，分別為精英栽培種(MECMA)和2個地方種(Landrace1和Landrace2)。基因漸滲分析結果表明，在桑樹種間、種內及近緣種之間存在頻繁的基因交流。種群動態曆史分析揭示了來自南方的廣東桑和來自北方的白桑/魯桑在有效群體大小Ne存在明顯差異，並推測兩組桑樹在第四紀冰川作用之前就有共同的祖先，它們的種群分離和物種形成可能早在終末冰川期（PGP，130-115千年前）之前就開始了。

圖2 桑樹曆史種群動態分析

進一步利用GWAS分析鑒定出與開花時間和葉片大小關聯的基因組位點和候選基因，明確了位於5號染色體的MaERF110是與開花時間性狀關聯的關鍵候選基因，位於7號染色的MaBXY與葉片大小性狀緊密關聯。此外，我們還鑒定出位於6號染色體的性別決定區，並分析了該區域的基因組結構和進化。上述研究為理解桑樹馴化相關性狀的遺傳基礎提供了重要信息。

圖3 廣東桑性別決定區域鑒定與基因組結構分析

必威betways 蠶業與農產品加工研究所戴凡煒研究員、福建農林大學園藝學院卓孝康博士為論文共同第一作者，必威betways 蠶業與農產品加工研究所唐翠明研究員、福建農林大學風景園林與藝術學院劉仲健教授、深圳基因組所王麗研究員、北京林業大學國家花卉工程技術研究中心鄭唐春副教授和北京農學院張智勇博士為共同通訊作者。該研究主要得到了廣東省重點研發計劃（2022B0202110003）、廣東省自然科學基金（2021A1515012444, 2019A1515011433）、現代農業產業技術體係（編號：CARS-18- SYZ12；CARS-18- ZJ0506）、深圳市科技創新委（ZDSYS 20200811142605017）、福建農林大學林學高峰學科建設（71201800791）等項目的資助。

原文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/advs.202300039