菠菜驯化之谜

野生近缘种对于改良栽培作物的品质具有重要价值。近日，《New Phytologist》杂志在线发表了来自中国农业科学院蔬菜花卉研究所题为“Insights into spinach domestication from genomes sequences of two wild spinach progenitors, Spinacia turkestanica and S. tetrandra”的研究论文。该研究报道了其两个最近的野生近缘种（ S. turkestanica 和 S. tetrandra ）的高质量基因组序列，它们同样是雌雄异株，并被用于研究菠菜驯化的遗传基础。

栽培菠菜（Spinacia oleracea）是一种雌雄异株的植物。作者结合基因组学方法，组装了这两个物种的基因组，并与之前组装的菠菜 S. oleracea 基因组进行了对比分析。这些物种大约分化于 630 万年前，而栽培菠菜则是在80万年前与S. turkestanica分离。在这三个物种中，六条染色体都包含非常大的基因贫乏、重复序列丰富的区域，在 S. oleracea 中，这些区域是着丝粒区且在雄性和雌性遗传图谱中都具有非常低的重组率。作者描述了种群基因组学证据，表明野生物种中的类似区域也很少重组。作者对驯化过程中选择的282个结构变异（SVs）进行了表征。这些区域包括与叶缘类型和开花时间相关的基因。作者还提供了证据表明栽培菠菜的抗霜霉病基因座来源于菠菜的两个野生近缘种的基因引入。

总的来说，这项研究揭示了菠菜基因组的结构，并强调了结构变异在栽培菠菜驯化过程中的重要性。
本研究在中国农业科学院蔬菜花卉研究所蔬菜生物育种国家重点实验室（北京）进行。第一作者为折红兵，菠菜遗传与育种实验室副教授。刘志远教授为本文共同作者。徐兆生、张合龙、武剑和王晓武也对这项工作做出了贡献。钱伟、Deborah Charlesworth 和程锋为本文通讯作者。该研究得到了中国农业科学院创新项目（CAAS-ASTIP-IVFCAAS，CAAS-ZDRW202103）和中国农业科研系统（CARS-23-A-17）的资助。