迄今最大規模蓮基因組重測序完成

蓮屬于蓮科蓮屬，是被子植物中起源最早的植物之一。目前幸存的2個種分別是蓮與美洲黃蓮，蓮主要分布于亞洲，美洲黃蓮主要分布于北美洲及南美洲等地。自然界野蓮經過長期馴化，部分分化為藕蓮、子蓮、花蓮等多種栽培類型。通過對蓮基因組多樣性和遺傳機制的研究，可以更好地指導優良品種培育，提升經濟價值。

近日，武漢市農業科學院蔬菜研究所研究員柯衛東團隊聯合華大基因副研究員簡建波團隊在《植物雜志》在線發表了研究論文。該研究利用短讀長測序技術對296份蓮種質資源進行了重測序，涵蓋了來自廣泛地理分布的不同種、生態型及栽培蓮類型，通過生物信息學分析獲得遺傳變異信息、群體結構等群體遺傳學數據對蓮起源與進化、栽培蓮馴化研究提供了重要基因組學資源，也為蓮育種提供了新線索。

該研究對武漢市農業科學院國家水生蔬菜種質資源庫中收集到全世界范圍代表性的蓮樣本進行研究，包括4份美洲黃蓮、58份野蓮、163份藕蓮、32份子蓮和39份花蓮。研究發現亞洲蓮的比對率和覆蓋度都相對比較高，而美洲黃蓮相比要明顯低，比對率只有 92.21%，覆蓋基因組率僅有 81.34%。

經過phylogenetic tree、PCA、structure和LDdecay分析，證實美洲黃蓮與蓮具有較遠的遺傳距離，可劃分為兩個種。野蓮群體分析表明東北區域野蓮與長江流域野蓮基因組差異小;東南亞野蓮分化為兩個類群，分別與東北野蓮、云南野蓮聚在一起，表明東南亞野蓮群體結構較為復雜。遺傳多樣性分析表明，野蓮的多樣性從南到北呈下降趨勢，東南亞和云南地區野蓮多樣性高于長江流域和東北地區野蓮，表明云南和東南亞地區可能為亞洲野蓮的起源中心。同時發現栽培蓮中的子蓮和藕蓮親緣關系較遠且起源于不同區域的野蓮。

通過對栽培蓮進行馴化選擇分析，子蓮馴化相關區域富集到的候選基因包括核糖體、內質網的蛋白質加工、果糖和甘露糖代謝和泛素介導的蛋白水解等。藕蓮中主要富集在代謝途徑和次級代謝產物的生物合成相關基因。藕蓮馴化選擇相關區域中包含13個壁相關的激酶基因，其中8個基因在2號染色體19.48～20.65Mb區間，可能與植物營養生長和細胞伸長的過程相關。

該研究關注蓮的遺傳多樣性特征，深入解析了蓮的起源、進化和馴化歷史，鑒定了其優良性狀的遺傳基礎。研究中得到了大量的蓮基因組多樣性SNP標記，對蓮分子育種具有重要指導意義。