来源：iNature Life（ID：iNature_Lifes）
尽管多倍体化在开花植物的物种形成中普遍存在并反复出现，但它对作物种内基因组多样化的影响在很大程度上是未知的。芜菁是一个中多倍体物种，被驯化成许多具有独特形态的亚种。
2021年5月31日，来自中国农业科学院蔬菜与花卉研究所王晓武等研究团队在Genome Biology上在线发表了题为“Impactsof allopolyploidization and structural variation on intraspecificdiversification in Brassica rapa”的研究论文，利用对16个从头组装的基因组和两个报告的基因组的泛基因组分析，报告了全基因组三倍体（WGT）对种内多样化的后果。
多倍体化在增加植物的丰富性方面起着积极的作用，它通过频繁和反复发生的多倍体化和再二倍体化支持植物的物种形成。此前，Cheng等人回顾了位于植物系统发育树系中的49个古多倍体，由于测序的植物物种数量不断增加，还会发现更多的古多倍体。
多倍体化一般分为两类：自体多倍体化，同一基因组的复制；异源多倍体化，将两个分歧的基因组合并到一个共同的细胞核中。亚基因组优势是一种常见的现象，在异源多倍体中被广泛观察到，包括棉花、芸苔属和小麦。这种亚基因组优势反映了不同亚基因组的同源基因之间的基因分化偏向和表达优势。根据亚基因组的位置，基因会受到亚基因组特有的表观遗传调控，基因表达和附近转座子密度的改变，以及同源染色体交换的频率。
除了异源多倍体化对物种形成的关键作用外，异源多倍体化还有助于物种多样化、作物驯化和适应，所有这些都归因于基因组多倍体产生的增强的基因组可塑性和 "可进化性"。
种内多样性是作物驯化的基础，但这种多样性究竟是如何促进驯化的，需要对每个栽培品种进行具体探索。因此，对一个物种的多个有代表性的基因组进行从头组装，应能为探索异源多倍体化和亚基因组优势对种内多样性的影响提供新的见解。
芜菁（AA，2n=20）是经济上最重要的芸苔属物种之一，在全世界主要作为蔬菜作物种植。此外，芜菁是公认的 "U三角 "模式的一个重要成员，它提供了欧洲油菜（AACC，2n=38）和芥菜（AABB，2n=36）的祖先基因组之一。
作为中多倍体作物，芜菁从易位原核型（tPCK）祖先进化而来，经历了全基因组三倍化（WGT）事件，并提出了 "两步理论 "来解释芸苔属 "A "基因组的中三倍化和现存二倍体基因组的优势亚基因组。
在多样化过程中，芜菁形成了不同的亚种和品种，具有高度多样化的形态特征，如叶状头、扩大的器官和广泛的腋枝。由于其农艺上的重要性和进化特点，芜菁为理解多倍体化和亚基因组优势对种内多样化的未知影响提供了有力的参考。
结构变异（SV）通过调节开花时间、抗逆性、果实风味、大小和产量，在植物进化和农业中发挥着重要作用。目前，芜菁的代表性参考基因组是有限的，包括大白菜、黄花菜和白菜，这不足以代表不同芜菁基因组之间的主要变异，尤其是大面积缺失、倒置和易位等SV。
这使得绝大多数的SVs没有得到很好的解决，它们对芜菁基因组和表型的影响在很大程度上被隐藏了。通过探索单核苷酸多态性（SNPs），Cheng等人发现6个芜菁基因在叶头形态中被强烈选择。然而，目前还没有利用芜菁的SVs进行形态驯化的研究。
在这项研究中，从头组装了16个有代表性的芜菁基因组。这些基因组与两个已发表的高质量参考基因组（Chiifu和Z1）一起被用来构建芜菁泛基因组。基于芜菁泛基因组，定义了芜菁的核心基因并确定了SV。
核心基因被定义为在所有芜菁基因组中被保留的基因。此外，在524个芜菁基因组中对SVs进行了基因分型，从而揭示了参与形态驯化的SVs。具体来说，推测有四个候选基因参与了叶状头的驯化。
这个泛基因组揭示了异源多倍体化对种内多样化的可能贡献，以及SVs在有利性状驯化中可能发挥的和未被充分探索的作用。总之，该工作为基于基因组的芜菁改良提供了丰富的资源。
参考消息：
https://genomebiology.biomedcentral.com/articles/10.1186/s13059-021-02383-2#Abs1
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