深圳華大生命科學(xué)研究院與荷蘭遺傳資源中心等多家單位合作，對(duì)囊括了所有生菜栽培類(lèi)型及主要野生近緣種的全球445份生菜種質(zhì)資源展開(kāi)全基因組重測(cè)序工作，全面揭示了栽培生菜的完整馴化進(jìn)程，并對(duì)種質(zhì)資源結(jié)構(gòu)、重要農(nóng)藝性狀和抗病基因來(lái)源進(jìn)行了探索研究，為生菜育種提供了豐富的數(shù)字化資源。該研究成果4月13日在線發(fā)表于《自然—遺傳學(xué)》。

　　生菜的起源及栽培馴化過(guò)程，因缺乏系統(tǒng)的研究證據(jù)至今尚未明晰。該研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)系統(tǒng)進(jìn)化分析發(fā)現(xiàn)，所有生菜樣品在進(jìn)化樹(shù)上聚為一支，揭示了栽培生菜從野萵苣中來(lái)的單一起源。通過(guò)主成分分析和群體結(jié)構(gòu)解析，該研究團(tuán)隊(duì)推斷，栽培生菜可能起源于高加索地區(qū)、兩河流域。通過(guò)有效群體大小分析發(fā)現(xiàn)，栽培生菜和野萵苣在距今1萬(wàn)年時(shí)均經(jīng)歷了種群收縮，這可能是由環(huán)境劇烈變化所致。從公元前4000年左右，栽培生菜有效群體大小出現(xiàn)了更為劇烈的下降，標(biāo)志著生菜正在經(jīng)歷人工馴化。在被人類(lèi)馴化之后，生菜先傳播到古埃及并逐漸馴化為如今的油用生菜，又在古羅馬時(shí)代傳到南歐地區(qū)，與當(dāng)?shù)氐囊叭n苣雜交之后，開(kāi)始作為葉用生菜種植食用。

　　生菜的起源及栽培馴化過(guò)程深圳華大生命科學(xué)研究院供圖

　　栽培生菜有很多所謂的“馴化綜合癥”，如葉片全緣、缺少葉刺、無(wú)法散種等。該研究通過(guò)全基因組關(guān)聯(lián)分析，對(duì)重要的馴化和農(nóng)藝性狀相關(guān)基因進(jìn)行了精細(xì)定位。利用關(guān)聯(lián)區(qū)域變異進(jìn)行系統(tǒng)進(jìn)化分析發(fā)現(xiàn)，栽培生菜中散種的丟失可能是發(fā)生在生菜馴化的早期事件。而全緣葉這一性狀很可能來(lái)自南歐地區(qū)的野萵苣。

　　葉用生菜在種植期間，易受各種病蟲(chóng)害侵?jǐn)_，其中由萵苣盤(pán)梗霉導(dǎo)致的霜霉病最為嚴(yán)重，因此從野萵苣中鑒定霜霉病抗病基因一直是生菜育種中的重要內(nèi)容。本研究利用霜霉病小種抗性調(diào)查數(shù)據(jù)開(kāi)展全基因組關(guān)聯(lián)分析，發(fā)現(xiàn)栽培生菜的抗性位點(diǎn)通常位于單一抗病基因簇，而野萵苣的抗性基因座位則分布在不同染色體上，這表明利用野萵苣開(kāi)展抗病育種有非常大的價(jià)值。

　　相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1038/s41588-021-00831-0