西北農(nóng)林科技大學(xué)蠶桑學(xué)科團(tuán)隊(duì)在《Molecular Plant》上發(fā)表標(biāo)志性成果

2020年7月6日，植物科學(xué)領(lǐng)域國際頂尖期刊《Molecular Plant》(影響因子12.084)第13卷第7期上發(fā)表了西北農(nóng)林科技大學(xué)與西南大學(xué)專家學(xué)者聯(lián)合署名的論文《Chromosome-level reference genome and population genomic analysis provide insight into the evolution and improvement of domesticated mulberry (Morus alba L)》。西北農(nóng)林科技大學(xué)焦鋒副教授，博士生羅榮松、代學(xué)雷和劉慧為共同第一作者，西北農(nóng)林科技大學(xué)錢永華教授、姜雨教授和西南大學(xué)趙愛春教授為共同通信作者。該研究成果對桑樹進(jìn)化、性狀改良以及功能基因研究提供了理論基礎(chǔ)，是我國蠶?？茖W(xué)研究的又一重大成果和里程碑式的貢獻(xiàn)，將有力推動蠶桑傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的變革和轉(zhuǎn)型。

——文章首次用基因組數(shù)據(jù)明確了栽培桑樹物種分類，認(rèn)為白桑、魯桑、山桑和瑞穗桑都屬于一個物種，即白桑(Morus alba L)。

桑樹栽培歷史已有5000余年，古農(nóng)書中多有記載。桑樹種質(zhì)資源雖有多種類型，但缺乏科學(xué)系統(tǒng)的物種分類。該研究針對目前桑樹分類存在的分歧，對國內(nèi)132份栽培桑樹(除廣東桑外)進(jìn)行了重測序，利用得到的14Mb的SNP對廣東桑以外的其余四種桑樹進(jìn)行了聚類分析，未得到與形態(tài)分類相似的聚類結(jié)果，基因組數(shù)據(jù)支持《中國植物志》中將幾種栽培桑樹種合并的結(jié)論。依據(jù)研究結(jié)果認(rèn)為，白桑、魯桑、山桑和瑞穗桑都屬于一個物種，即白桑(Morus alba L)。

——文章首次報道了栽培桑樹白?！昂?2”的參考基因組，并證實(shí)28條染色體的栽培桑樹屬于二倍體。

以白桑種為代表的栽培桑樹染色體倍性是一個備受爭議的問題。借助基因組三代測序和Hi-C技術(shù)組裝到染色體級別的基因組，并利用物種內(nèi)和物種間共線性分析，發(fā)現(xiàn)白桑只具有雙子葉植物共有的γ六倍化事件，并沒有發(fā)生新的全基因組加倍事件，與川桑(Morus notabilis)基因組片段的共線性分析，未找到白桑在川?；蚪M基礎(chǔ)上加倍的證據(jù)。細(xì)胞學(xué)觀察發(fā)現(xiàn)白桑在減數(shù)分裂過程中，28條染色體形成規(guī)則的14對二價體，花粉活性達(dá)到90%左右，表明28條染色體的白桑屬于二倍體。該研究利用基因組數(shù)據(jù)為多年生木本植物的倍性基礎(chǔ)研究提供了一個范例，具有重要的參考價值。

——文章證實(shí)了分布于江浙地區(qū)的湖桑是經(jīng)過長期的強(qiáng)烈人工選擇之后形成的一個獨(dú)特品種支系。

湖桑是分布于杭嘉湖地區(qū)的優(yōu)良栽培桑樹品種群體，對于中國南宋以來該地區(qū)蠶桑業(yè)的繁榮和區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展具有重要價值。古農(nóng)史學(xué)研究對其起源進(jìn)化關(guān)系長期存在爭議，一直缺乏實(shí)驗(yàn)證據(jù)支持。對中國和日本的134份桑樹品種的重測序分析表明，中國桑樹品種與日本桑樹品種遺傳距離較遠(yuǎn)，湖桑品種群體與來自于北方和西南地區(qū)的桑樹品種具有明顯的分化距離。與其它品種相比遺傳多樣性顯著低下，具有明顯的人工選擇信號。由此判斷，杭嘉湖地區(qū)的湖桑品種具有比較古老獨(dú)特起源，為一個獨(dú)特的品種支系。這與崧澤遺址的孢粉學(xué)研究和吳興錢山漾考古學(xué)證據(jù)可以相互印證(蔣猷龍，1987)，也與自宋代以來中國蠶絲業(yè)生產(chǎn)重點(diǎn)產(chǎn)區(qū)轉(zhuǎn)移至杭嘉湖地區(qū)，選育出高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的湖桑品種的歷史相吻合。

論文鏈接：http://www.cell.com/molecular-plant/fulltext/S1674-2052(20)30140-4

資料來源：https://news.nwafu.edu.cn/xnxw/96624.htm