所（园）在《The Plant Journal》上发表穿龙薯蓣群体基因组学研究成果

　　近日，所（园）孙小芹研究员课题组在国际植物学期刊《The Plant Journal》（中国科学院一区TOP期刊，5年IF=6.2）上发表了题为“Haplotype-resolved genome and population genomics provide insights into dioscin biosynthesis and evolutionary history of the medicinal species Dioscorea nipponica”的研究论文，揭示了穿龙薯蓣的进化历史及其薯蓣皂苷合成通路中关键基因的表达和演化模式。

　　穿龙薯蓣（Dioscorea nipponica Makino）隶属于薯蓣科（Dioscoreaceae）薯蓣属（Dioscorea），具有悠久的药用历史，其根茎常用于镇痛、止咳、治疗类风湿性关节炎及改善心血管功能等。其显著的生物活性功能主要归因于其中丰富的薯蓣皂苷，该物质是甾体药物和激素类药物的重要合成前体，在医药工业中具有重要价值。

　　本研究通过对穿龙薯蓣进行系统的野外调查、样品采集和倍性鉴定，证实了穿龙薯蓣自然群体中存在二倍体、四倍体、六倍体和八倍体四种倍性变异类型。通过破译二倍体穿龙薯蓣的单倍型基因组，并结合群体基因组学分析，揭示了穿龙薯蓣群体中存在八个主要遗传谱系。此外，结合转录组分析，明确了薯蓣皂苷合成通路中关键基因的表达和演化模式，证实了根状茎是薯蓣皂苷合成的关键部位，同时发现CYP90和CYP94基因拷贝数扩增促进了薯蓣皂苷的合成。

　　通过溯祖模拟和选择分析，成功解析了二倍体群体的分化历史和适应性进化机制。结果表明，二倍体有效种群大小自更新世初期至末次盛冰期持续下降，更新世气候波动是驱动二倍体群体分化的主要因素。同时，在北部群体中鉴定出多个与冷适应性及薯蓣皂苷积累相关的受选择基因。本研究不仅增进了我们对穿龙薯蓣基因组结构、薯蓣皂苷合成途径和进化历史的理解，也为穿龙薯蓣种质资源的合理开发和利用提供了理论依据。

　　课题组卢瑞森副研究员和孙小芹研究员为论文共同通讯作者。本研究得到了国家自然科学基金、江苏省植物资源研究与利用重点实验室开放基金等项目的支持。

　　原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/tpj.17237