首个四倍体马铃薯泛基因组图谱绘制

记者5月12日获悉，西安交通大学联合国际科研团队攻克关键技术，成功构建了全球首个单倍型精度的四倍体马铃薯泛基因组，解码了马铃薯种群85%的遗传变异，为提升育种效率、保障全球粮食安全提供了全新的解决方案。相关成果日前发表于国际期刊《自然》。

马铃薯是全球重要的主粮作物之一，也是我国年产量近亿吨的重要粮食支柱。然而，马铃薯作为同源四倍体作物，其每条染色体都存在四个高度相似的拷贝，这使得其基因组分型重建一直是世界性难题，其复杂的四倍体基因组结构也长期制约着优良品种的选育。

此前，科学家们主要依赖遗传图谱进行基因组分型，但这种方法不仅成本高，而且效率低，难以满足解析种群水平遗传多样性的需求。为此，西安交通大学智能网络与网络安全教育部重点实验室、电信学部自动化学院联合德国马普植物育种研究所、慕尼黑大学等团队，开发了创新性基因组分型方法——tetraDecoder。该方法仅需三代测序和染色体构象捕获技术，即可实现98%精度的分型重建，突破了原有技术瓶颈。

研究团队筛选了10个具有百年历史的欧洲育种核心品种，对它们进行了深入研究，并首次绘制了单倍型精度的四倍体马铃薯泛基因组图谱。“尽管马铃薯基因组的杂合度极高，但单倍型多样性有限，我们推测这可能与驯化传播中的遗传瓶颈相关。”西安交通大学电信学部自动化学院教授孙贺全表示，这一特征提示，在未来的育种工作中，不仅要注重提升马铃薯的产量和品质，还需要通过引入外源基因或运用基因编辑技术来拓展马铃薯单倍型多样性，从而增强其抗病、抗逆能力。

基于这一研究成果，研究团队进一步提出了一种低成本分型新策略。这一新策略为大规模解析马铃薯遗传信息、加速分子设计育种提供了一条经济高效的技术路径。

这项研究不仅填补了四倍体作物基因组理论空白，更为智慧育种提供了关键组学资源。业内专家评价，该成果将推动马铃薯育种从“经验筛选”迈向“精准设计”，为应对气候变化、保障粮食安全注入科技动能。