澎湃新聞記者 張(zhang)成杰

近日，國科甘藍中國農業科學院蔬菜花卉研究所蔬菜分子設計育種創新團隊和甘藍類蔬菜遺傳育種創新團隊，學家馴化聯合荷蘭瓦赫寧根大學植物育種系生長與發育團隊，揭示在國際著名期刊Nature Genetics上發表題為“Large-scale gene expression alterations introduced by structural variation drive morphotype diversification in Brassica oleracea”的變種研究論文，構建了包含所有變種類型的快速甘藍泛基因組，揭示了甘藍變種快速馴化的隱動力隱藏(zang)驅(qu)動力，獲得(de)了一批重要性狀的(de)藏(zang)驅(qu)關鍵基(ji)因。

甘藍進化樹和代表性材料以及結構變異引起的基因表達改變。

甘藍類蔬菜作物種類眾多，學家馴化包括結球甘藍（圓白菜）、揭示花椰菜、變種青花菜、快速芥藍、隱動力苤藍、藏驅羽衣甘藍、國科甘藍抱子甘藍等十余種變種類型，在世界范圍內廣泛種植，是我國最重要的一大類蔬菜作物之一。甘藍類蔬菜的形態變異十分豐(feng)富，如結球甘藍(lan)由多層(ceng)葉(xie)(xie)片包裹形成的(de)(de)(de)葉(xie)(xie)球，抱子(zi)甘藍(lan)腋(ye)芽分化形成的(de)(de)(de)小葉(xie)(xie)球，青花(hua)菜(cai)、花(hua)椰菜(cai)莖(jing)頂端分化形成的(de)(de)(de)巨大花(hua)球，苤藍(lan)莖(jing)基部膨大形成的(de)(de)(de)肉質(zhi)球莖(jing)等(deng)。

盡管(guan)類(lei)(lei)型豐富(fu)多樣(yang)，其馴化(hua)歷史相(xiang)(xiang)對較(jiao)短(duan)（2500年以內，部分約(yue)500年）。與(yu)其他作物相(xiang)(xiang)比，甘藍(lan)類(lei)(lei)蔬(shu)菜(cai)(cai)(cai)具有形(xing)態類(lei)(lei)型快速多樣(yang)化(hua)馴化(hua)的(de)特征。甘藍(lan)類(lei)(lei)蔬(shu)菜(cai)(cai)(cai)在較(jiao)短(duan)的(de)馴化(hua)過程(cheng)中(zhong)形(xing)成異(yi)常豐富(fu)表型變異(yi)的(de)機制尚(shang)不清楚。因此，揭示甘藍(lan)類(lei)(lei)蔬(shu)菜(cai)(cai)(cai)快速馴化(hua)的(de)驅動力，解(jie)析(xi)調控不同變種(zhong)分化(hua)和特異(yi)性(xing)狀形(xing)成的(de)遺傳機制是亟待解(jie)決的(de)科學問題，對于甘藍(lan)類(lei)(lei)蔬(shu)菜(cai)(cai)(cai)的(de)分子設(she)計育種(zhong)具有重(zhong)要意義。

該研(yan)(yan)究(jiu)為(wei)甘藍變種形成(cheng)的(de)(de)馴(xun)化機制(zhi)提供了新的(de)(de)見(jian)解(jie)，研(yan)(yan)究(jiu)中建立(li)的(de)(de)“結(jie)構(gou)變異(yi)(yi)-基因表達(da)改(gai)變-表型變異(yi)(yi)”的(de)(de)調(diao)控模型，加深了對于(yu)結(jie)構(gou)變異(yi)(yi)調(diao)控性狀形成(cheng)機制(zhi)的(de)(de)理解(jie)，對于(yu)回答“植物表型多(duo)樣化是如何形成(cheng)的(de)(de)”這一重(zhong)大科(ke)學(xue)問題具有(you)重(zhong)要意義。另(ling)外(wai)，研(yan)(yan)究(jiu)成(cheng)果首次(ci)揭示了基因表達(da)劑量是基因丟失或功能變異(yi)(yi)之外(wai)的(de)(de)馴(xun)化選擇作用的(de)(de)重(zhong)要對象(xiang)，對于(yu)其他作物的(de)(de)馴(xun)化研(yan)(yan)究(jiu)具有(you)參考價(jia)值。

中(zhong)國科學(xue)院(yuan)院(yuan)士錢(qian)前表(biao)示，這(zhe)項研究(jiu)揭示了(le)(le)結構變(bian)(bian)異（SV）調控(kong)基因(yin)表(biao)達(da)是(shi)甘(gan)藍多樣(yang)性(xing)進化的(de)(de)“分子加(jia)速器”這(zhe)一重(zhong)要規律(lv)。甘(gan)藍群體(ti)中(zhong)的(de)(de)結構變(bian)(bian)異能夠改變(bian)(bian)重(zhong)要性(xing)狀調控(kong)基因(yin)的(de)(de)表(biao)達(da)劑量，進而驅(qu)動(dong)一系(xi)列甘(gan)藍形態多樣(yang)性(xing)的(de)(de)形成。這(zhe)一規律(lv)具有(you)普遍性(xing)，相關(guan)成果不僅為農作物(wu)的(de)(de)應用(yong)基礎研究(jiu)提(ti)出了(le)(le)新的(de)(de)方向(xiang)，也(ye)為未來(lai)種質創制與育種策略的(de)(de)制訂提(ti)供(gong)了(le)(le)新思路。

中(zhong)國科學(xue)院院士黃三(san)文稱(cheng)，這(zhe)項研(yan)(yan)究(jiu)率先(xian)揭示了基因(yin)(yin)表達劑(ji)量(liang)作為馴(xun)化(hua)作用(yong)對(dui)象的馴(xun)化(hua)選擇新(xin)模式(shi)，是對(dui)基因(yin)(yin)丟失或功能變異等(deng)馴(xun)化(hua)作用(yong)對(dui)象的重要補充(chong)，研(yan)(yan)究(jiu)成果可為其他作物的馴(xun)化(hua)研(yan)(yan)究(jiu)等(deng)提供(gong)參考(kao)。同時，這(zhe)一成果也再次證明(ming)我國在十字花科基因(yin)(yin)組學(xue)領域處于國際領先(xian)地位。