所（园）在植物抗病基因的起源与演化、地方特色作物基因组学研究方面取得新进展
挖掘利用植物自身抗病基因，提高植物应对病原体的能力是目前农作物抗病育种的重要策略，而阐明抗病基因的起源与演化过程是这一策略的重要基础。近日，植物与功能基因演化项目组对两个水稻抗病基因Pi-ta和Pi-d2的遗传变异、系统发育关系和演化模式等进行了深入探讨与解析。研究结果表明，1）Pi-ta基因起源于禾本科BOP分支与PACMAD分支的共同祖先，后发生多个独立的丢失事件；其通过不断招募关键结构域，形成了真正执行功能的CC-NBS-LRR-TRX结构。2）Pi-d2基因起源于禾本目早期，并长期维持单拷贝形式，其感病等位基因起源于水稻两个亚种分化早期，由单核苷酸替代所致；定向（或纯化）选择在该基因演化中占主导地位。以上研究结果为植物抗病基因遗传差异的产生及保留提供了合理解释，同时为农作物抗病分子育种奠定重要的理论基础。相关研究成果分别以“Fitness benefits play a vital role in the retention of the Pi-ta susceptible alleles”和“Molecular evolution of the Pi-d2 gene conferring resistance to rice blast in Oryza”为题发表在遗传学期刊Genetics（IF：4.402，二区）和Frontiers in Genetics（IF：4.772，三区）上。
水稻地方特色品种常香粳1813由合作单位常熟市农业科学研究所选育。近日，项目组基于三代Nanopore和二代Illumina测序技术，结合Hi-C辅助基因组组装，成功解析了‘常香粳1813’的基因组。并基于基因组注释数据，证实了‘常香梗1813’BADH2基因第2外显子上7个脱氧核苷酸序列的缺失导致了其香味的产生，且系统发育分析表明该缺失类型（BADH2-E2）存在于粳稻基因库中。以上基因组资源不仅为阐明香粳重要经济性状的分子遗传机制提供了重要基础，而且有助于香粳的基因组学辅助育种。相关研究成果以“Chromosome-level genome assembly of a fragrant japonica rice cultivar ‘Changxianggeng 1813’ provides insights into genomic variations between fragrant and non-fragrant japonica rice”为题发表在分子生物学期刊International Journal of Molecular Sciences（IF：6.208，二区TOP）上。
菰米，是禾本科稻亚科稻族菰属植物菰（Zizania latifolia）的颖果，为水稻近源种，也被称作“野米”；作为古代“六谷”之一，具有很高的营养价值。为充分利用和保护我国丰富的菰种质资源，扩充其遗传育种资源库，项目组对江浙地区菰种质资源进行了收集，并通过基因组浅层测序，成功组装了8个主栽品种的质体基因组。比较分析表明菰属质体基因组十分保守，主栽品种具有近乎一致的质体单倍型。系统发育基因组学分析强烈支持将菰属划分为两个支系：东亚支系和北美支系；且所有栽培品种聚为单系，表明栽培菰为单次起源。此外，基于浅层基因组数据组装的核contig序列，开发出290对核SSR序列可用于栽培菰品种鉴定。以上遗传资源不仅为整个菰属的系统地理学和群体遗传学研究提供了基础，而且对于菰米种质资源的开发与利用具有重要意义。相关研究成果以“Comparative plastome analyses and genomic resource development in wild rice (Zizania spp., Poaceae) using genome skimming data”为题发表在农林科学领域期刊Industrial Crops and Products（IF：6.449，一区TOP）上。
以上研究得到了国家自然科学基金（32171483）、江苏省植物资源研究与利用重点实验室项目（JSPKLB201921）、江苏省常熟市农业生产与公共服务项目和自然科学基金项目【JL(BK20200289)】等资助。
原文链接：https://doi.org/10.1093/genetics/iyac019
https://doi.org/10.3389/fgene.2022.991900
