白菜、油菜、芥菜这些餐桌常客,其实藏着一段上万年的流浪故事。它们都属于芸薹属A基因组作物,新石器时代就被古人盯上了。美索不达米亚人拿芜菁种子榨油,中国半坡遗址里也出土过它们的种子。可它们的祖先究竟从哪里来?怎么一步步跑遍欧亚?这些问题一直没人说清楚。更麻烦的是,那个控制植物拒绝自己花粉的自交不亲和位点(S位点),结构太复杂,普通方法根本搞不定。
2026年6月8日,国际顶级期刊《自然·遗传学》在线发表了一项重磅研究。中国农业科学院蔬菜花卉研究所王晓武研究员和武剑研究员带领团队完成了题为《基于3330份材料的基因组分析揭示芸薹属A基因组演化历史及自交不亲和位点特征》的论文。他们一口气分析了3330份白菜、甘蓝型油菜和芥菜的基因组数据,其中1601份白菜和86份芥菜是全新测序的。
![]()
研究团队先搞了一个聪明的新方法,叫做“泛区块”。他们拿了21个不同白菜的高质量基因组,把每个基因组里能对得上的片段都摘出来,合并到一起,重复的只留一份。最后拼出一个978.36 Mb的泛基因组,里面装了将近4.7万个基因。这个办法好在哪里呢?过去只靠一个参考基因组,很多独特序列就丢掉了。现在泛区块把这些“失踪”的序列全抓了回来。
白菜的老家在中亚和西亚,芜菁和油用白菜的祖先从那儿出发,分三条路往外跑。第一条往南,扎进南亚,慢慢变成了印度黄籽油菜。第二条往西,跑到地中海沿岸,演化出欧洲芜菁和西兰苔。你猜怎么着?第三条往东,沿着古丝绸之路进入中国西北。在甘肃、新疆那一带,油用白菜和芜菁正好站在东进路线的根部。从那里再分三支:一支北上变成大白菜和北方芜菁,一支南下变成小白菜和菜心,还有一支东渡日本,长出了水菜和 Mizuna。说白了,白菜的全球扩散路径,被这群科学家用基因组数据给画出来了。
![]()
还有一个意外发现:在A03染色体末端,他们揪出一个古老的基因组倒位事件。这个区域存在两种完全不同的单倍型,叫HapECD04和HapCFv4。所有测序的甘蓝型油菜(也就是油菜籽)都只带着HapECD04,所有芥菜却只带着HapCFv4。进一步分析核苷酸多样性发现,白菜里HapECD04的多样性比HapCFv4高,说明前者更古老。甘蓝型油菜里的HapECD04多样性比白菜里低,这是多倍体形成时经历过遗传瓶颈的结果。芥菜里的HapCFv4跟白菜里那个版本几乎没有差别。这意味着什么?芥菜是在白菜刚刚产生这个倒位后不久就分家了,它的A基因组还没来得及经历瓶颈,就跟B基因组结合成了芥菜。
这个区域控制植物拒绝自己的花粉,防止近亲繁殖。可它里面塞满了转座子,重组率极低,过去谁也搞不清楚。研究团队利用泛区块,在29个S单倍型中挑出5个代表性类型。每个S单倍型对应的S位点区块,长度在65到98 kb之间。不同单倍型的转座子构成就像一根独特的条形码:S40单倍型里Gypsy转座子居多,S‑CXA单倍型里则是Copia转座子占大头。不同单倍型之间的序列相似度低于0.6,可同一个单倍型不管来自欧洲还是东亚,相似度都超过0.99。这就像个精密的基因组保险箱:转座子插入形成了天然屏障,保护着SRK和SCR这对受体与配体的配对关系不被破坏。有了这个保险箱,自交不亲和系统才能稳稳运行几百万年。
READING
BioPeers
特别声明:以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布,本平台仅提供信息存储服务。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.