多倍体烟草基因组演化和复杂性状调控的奥秘

近日，中国农业科学院烟草研究所烟草种质资源与生物育种创新团队利用多维组学技术解析了栽培烟草基因组演化与复杂性状调控的奥秘。相关研究成果发表在《自然·遗传学（Nature Genetics）》上。多倍体的基因组演化与复杂性状调控的机制长期困扰着植物学、数量遗传学和作物遗传育种等多个领域，已连续多年成为几个领域交叉研究的前言热点。该研究发现染色体重排是维持四倍体烟草减数分裂稳定性的关键。表观遗传重塑主导了多倍化后多拷贝基因的表达分化，从而实现了基因表达的“此消彼长”，进而导致两个亚基因组在抗病性、开花时间、叶片形态等复杂性状调控中贡献不均——T亚基因组主导抗病性，S亚基因组则更多影响发育。该研究还绘制了全球最大规模的国家烟草种质资源库中五千多份种质资源的基因组变异图谱和45个复杂性状的基因型-表型关联育种导航图谱。不仅为烟草的遗传学研究提供了路线图，更建立了多倍体作物研究的范本，将加速多倍体作物基因资源的发掘与育种利用进程。

该研究得到国家自然科学基金等项目的支持。（通讯员 李晓娟）

原文链接: https://www.nature.com/articles/s41588-025-02126-0