科技日报记者 孙越 通讯员 周红飞 杨艺辰
花生要“多产”，先得“长大”。这一看似简单的逻辑，背后却藏着复杂的遗传奥秘。近日，河南农业大学殷冬梅教授团队在国际期刊《自然·遗传学》发表研究成果，首次绘制了高质量的花生泛基因组图谱，并找到了影响花生籽粒大小和重量的“关键分子开关”，为未来花生基因组学辅助改良育种提供了理论基础和新思路，为高产优质花生的培育按下“快进键”。
从269份全球花生种质中找答案
花生起源于南美洲，是农作物中唯一地上开花、地下结果的豆科作物，基因组大，结构复杂。科研团队采集了来自全球34个主要花生产区的269份种质资源，包括野生种、地方品种和现代改良品种，包括2个二倍体野生种、2个四倍体野生种和4个栽培品种代表，几乎覆盖了花生的“前世今生”。
殷冬梅团队通过高精度基因组组装，绘制了全球首个高质量花生泛基因组图谱，构建了完整的“泛基因组图谱”，就像为花生家族绘制了一份精细的“家谱”。在这份精密“家谱”中，他们首次揭示了全基因组水平的结构变异对花生产量相关性状的影响，精准定位到了决定籽粒大小与重量的关键变异，为花生产量和抗病遗传改良提供了重要的遗传资源和新思路。
研究团队发现，决定花生果实大小和重量的秘密，藏在基因组中的“结构变异”里。影响花生籽粒大小最重要的“主角”，是一个名叫AhARF2-2的基因。它的一处微小结构变异会导致其功能发生变化，从而“放松了”对籽粒膨大的抑制作用，让花生籽粒“可以放心长大”。
研究人员进一步将该变异导入模式植物拟南芥中，结果显示：种子明显更大了。这一突破为未来通过分子育种手段培育高产花生品种提供了精准靶点。
此外，团队还发现另一个与籽粒重量显著相关的变异基因AhCKX6，也是未来育种中的“潜力股”。
为花生育种提供精准“加速器”
花生是全球重要的油料与经济作物，其单产水平的提升对于保障植物油和优质蛋白的供给、维护粮油安全具有举足轻重的作用。
这项研究不仅丰富了人类对花生基因组的理解，也为花生产业带来了实实在在的应用前景。
对此，中国科学院钱前院士评价认为该研究“是花生科研领域里程碑式的重大突破，为未来种质创制与育种策略的制定提供了新思路和策略，也为其他作物的泛基因组研究提供了宝贵的借鉴。”
中国科学院院士黄三文指出，该项研究不仅填补了花生基因组研究的重大空白，也为深入理解花生从野生种到栽培种的演化过程提供了丰富的遗传资源，“将加速我国花生良种培育，会大大加快培育出更强适应性、更高产量和更好品质的花生新品种”。
殷冬梅表示，自己最大的愿望就是通过基因编辑、分子标记辅助选择等现代育种技术，“为国家培育出最好的‘金种子’，让花生真正成为农民增收致富的‘金豆子’。”
