CGM第459期：泛基因组揭示结构变异驱动小麦适应性进化和育种改良

普通小麦（AABBDD, Triticum aestivum L.）是世界上最早栽培的农作物之一，小麦约在3500至4000年前引入中国，逐步替代了传统的黍类作物，极大地改变了中国的农业格局。自1950年以来，中国已育成了超过3500个小麦品种，其中个别品种作为骨干亲本在国家育种系统中发挥了重要作用。中国丰富多样的农业生态系统和独特的饮食文化是推动小麦遗传多样性形成的关键因素。2018年小麦中国春（Chinese spring）高质量参考基因组的完成，极大地推进了对小麦基因组多样性和进化历史的研究进展。然而，单一的线性参考基因组无法描述物种中的所有结构变异（SVs），泛基因组可以帮助我们捕捉到隐藏的许多结构变异。该研究通过组装和解析17个中国小麦品种的基因组，在基因组水平全面地展示了20世纪50年代以来中国小麦育种结构变异的主要来源及选择规律。研究发现，自20世纪80年代以来，欧洲和美洲品种的广泛引入导致了结构性变异（SVs）的显著积累，这些变异抑制了近着丝粒区域的重组，并对小麦适应环境、形成不同生态类型起到了关键作用。此外，研究探讨了饮食偏好、人口迁移和文化融合对中国北方、特别是西北地区小麦品种选择的影响，以及外源片段在小麦改良中的快速进化，为未来育种提供了宝贵资源、信息和方向参考。