CGM第446期：叶绿体与基因组序列分析揭示栽培种花生进化史及其亚种间表型分化机制

花生是世界广泛种植的油料作物，但关于花生栽培种起源和导致其亚种间多样性的遗传机制长期没有定论，一定程度上制约了花生种质资源的挖掘利用与品种改良。该研究利用77个花生农家品种和36个野生种的叶绿体基因组构建系统发育树，结果表明，二倍体野生种A. duranensis的叶绿体基因组与栽培种亲缘关系最近，为早前研究者关于A. duranensis是栽培种母本基因组供体的推测提供了直接的证据；该研究同时揭示了栽培种的疏枝亚种和密枝亚种在系统发育树上存在明显的差异，在所分析的野生种中，有4份A. duranensis的种质聚集在密枝亚种分枝中而无一聚在疏枝亚种分支中，由此推测栽培种的两个亚种来自于不同的A. duranensis，即起源于两个独立的二倍体野生种多倍化事件。利用这些材料的核基因组构建的系统进化树、主成分分析、不同亚种随机抽样结果，以及对353份栽培品种系统进化树和群体结构分析结果同样支持了该结论。

花生栽培种的两个亚种（疏枝亚种和密枝亚种）在不同的进化历程中，开花类型、分枝数、生长习性和内种皮颜色等性状也伴随着环境和人类的选择分化出不同的表型并被固定下来。该研究进一步利用353份栽培种的全基因组重测序数据对开花类型、总分枝数、内种皮颜色等性状进行全基因组关联分析，并结合三个重组自交系群体连锁分析结果，分别在2号和5号染色体上挖掘到控制开花类型、总分枝数和内种皮颜色的基因，为进一步揭示花生两个亚种的表型分化遗传机制，拓宽花生遗传背景进而改良栽培品种提供了理论支撑。

该研究利用全基因组关联分析和连锁分析在15号染色体上挖掘到控制花生株型的关键基因，该基因编码MADs-box转录因子家族，在自然群体中有三种突变类型（2 bp 插入，1870 bp 缺失和MITE 插入）；在5和16号染色体上鉴定到与花生荚果和籽粒大小显著关联的SNP位点，在8号染色体上鉴定到与花生含油量显著关联的SNP位点，并开发了与花生籽粒大小和含油量紧密连锁的KASP标记，已用于分子标记辅助育种。