我校油菜团队与密苏里大学合作揭示甘蓝型油菜的起源与演化

南湖新闻网讯（通讯员易斌 胡文娟） 6月28日，国际学术期刊《Nature Communications》在线发表了密苏里大学和我校油菜团队的合作研究的题为“Transcriptome and organellar sequencing highlights the complexorigin and diversification of allotetraploid Brassica napus”的最新研究成果，甘蓝型油菜的起源和演化研究获得新进展。亚利桑那大学祁新帅博士和我校安宏博士为并列第一作者，密苏里大学J. Chris Pires教授和我校易斌教授为共同通讯作者。

甘蓝型油菜是一个非常“年轻”的物种， 大约6800到12,500 年前，它由白菜（AA, 2n=20）和甘蓝（CC, 2n=18）天然杂交、自然加倍而形成异源四倍体（AACC, 2n=38）。甘蓝型油菜是一种重要的经济作物，它和另外两个亚种（芜菁甘蓝，西伯利亚羽衣甘蓝）同属于Brassica napus，可作为食用油或蔬菜为人类所利用，全球年产值超过410亿美元。由于自然界中没有（目前为止还未发现）甘蓝型油菜的野生种质资源，其起源和进化的研究一直是一大难题。

该项目研究人员以183 B. napus (包含rapeseed,rutabaga 和Siberian kale)，112个B. rapa， 62 个B.oleracea及野生种为材料，利用RNA-seq 技术获得了372,546个高质量的SNPs，并将其用于进行群体的遗传多样性和选择研究。其中A 亚基因组中存在219,164 (58.83%) 个SNPs，C 亚基因组中存在153,382 (41.17%) 个SNPs, 线粒体和叶绿体基因组的信息也被用于分析。群体遗传结构分析表明，Brassica napus存在六种不同的类型（图1），且都是由欧洲冬油菜演化而来，这些不同的类型之间广泛存在着admixture。

图1. 183个B. napus 品种群体遗传结构分析

在Brassica napus演化为三个亚种的过程中， Brassica napus与其祖先种白菜之间也存在着基因渗入。通过对不同类型Brassica napus基因组中selective sweep区域的检测发现，在它们多样化过程中有不同的基因受到了选择（图2）。进一步的基因表达分析表明，这些受选择基因导致不同代谢通路的下游基因发生了差异表达。这一系列的变化导致Brassica napus产生了不同生长习性和不同形态类型的亚种，研究特别关注了与春化、根膨大、叶形态相关的基因。论文的研究结果对于探讨油菜种内和种间关系，了解其历史和发展趋势以及拓展、保存油菜种质资源具有重要意义。

图2. B. napus分化为三个亚种的过程中受到选择的基因

该研究得到了National Science Foundation和华中农业大学自主创新基金的资助。

论文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-019-10757-1

审核人：熊秋芳