JGG | 中国农业大学张蕴薇/王慧团队组装二倍体黄花苜蓿高质量基因组

黄花苜蓿(Medicago sativa ssp. falcata) 是苜蓿属多年生优质牧草，耐寒、抗旱且耐盐碱，广泛分布于我国北部、蒙古国及俄罗斯地区。作为苜蓿抗逆育种的关键野生近缘种质，黄花苜蓿饲用价值优良，在退化草地生态修复和苜蓿育种改良中不可或缺。

近日，中国农业大学草业科学与技术学院张蕴薇/王慧团队Journal of Genetics and Genomics在线发表题为“High-quality genome assembly and genotype diversity of Medicago sativa ssp. falcata”的研究论文。该研究构建了黄花苜蓿高质量二倍体参考基因组，并完成对271份种质材料的群体遗传分析，为解析其抗逆遗传机制、追溯进化历程提供了重要的基因组资源。

研究团队整合Illumina、PacBio HiFi、Hi-C等技术，获得二倍体黄花苜蓿Medicago sativa ssp. falcata (accession PI631549) 高质量参考基因组。基因组大小约745.04 Mb，Contig N50达47.39 Mb，Scaffold N50为93.47 Mb，BUSCO完整度达96.95%。比较基因组显示其与紫花苜蓿亲缘最近，关键基因家族扩张富集于甜菜红素、异黄酮等次生代谢通路，揭示其强抗逆性与黄花表型遗传基础。团队对271份核心种质进行重测序，将其分为9个类群，倍性鉴定确认87份为二倍体，其余为多倍体；欧亚群体差异揭示了环境驱动适应性进化机制。

二倍体黄花苜蓿基因组组装及比较基因组学分析

A：黄花苜蓿(黄色字体)与紫花苜蓿(紫色字体)之间的点图共线性比较；B：黄花苜蓿与蒺藜苜蓿(绿色字体)之间的点图共线性比较；C：黄花苜蓿及其近缘物种的时间校准系统发育树；D：黄花苜蓿中扩张基因家族的 KEGG 通路富集分析；E：黄花苜蓿与紫花苜蓿之间Ka/Ks ≥ 2的基因的KEGG通路富集分析；F：271份黄花苜蓿种质资源的系统发育树；G：通过k-mer分析获得的“Subset 1n Coverage Estimate”。

二倍体黄花苜蓿高质量参考基因组解析及大规模种质群体遗传分析，为苜蓿种质资源保护、精准鉴定与抗逆育种提供了关键支撑，也为推动草地生态修复提供了核心遗传资源。

作者简介

中国农业大学在读博士研究生黄逸之和白一苇为该论文共同第一作者。王慧副教授和张蕴薇教授为共同通讯作者。相关工作得到鄂尔多斯市草业产业重大科技专项和国家自然科学基金资助。