2025年2月底,山东省精细分子作物设计与育种重点实验室的研究团队与合作单位在《Nature Genetics》上发表了题为《Superpangenome of Vitis empowers identification of downy mildew resistance genes for grapevine improvement》的研究论文。该研究通过构建全球葡萄属(Vitis)的超级泛基因组,深入分析了葡萄的遗传结构与杂交历史,成功识别出与霜霉病(DM)抗性相关的基因,为葡萄的遗传改良和育种提供了重要信息。
在这一项目中,普健生物(AtaGenix)在抗体设计与制备方面提供了关键技术支持。葡萄作为一种重要的经济作物,广泛种植于全球,但长期驯化和育种导致现代葡萄品种的遗传多样性降低,使其对霜霉病等多种病害的抵抗力减弱,严重威胁了葡萄产业的可持续发展。
该研究团队整合了72个葡萄品种,涵盖了欧亚、北美及圆叶葡萄(Muscadinia),并结合了PacBio HiFi、ONT超长读长和Hi-C数据,首次完整组装了单体型,验证了中心粒(CENH3抗体辅助)和端粒结构。这一单体型解析为群体基因组测序、单核苷酸多态性(SNPs)和插入缺失(Indels)的检测提供了基础。
通过系统发育分析、主成分分析(PCA)和群体遗传结构分析(ADMIXTURE),研究团队探讨了葡萄的遗传多样性与进化关系。同时,对葡萄的叶形态、浆果形态及霜霉病抗性等表型进行了详细测定。特别地,普健生物为葡萄中心粒特异性组蛋白CENH3设计并制备了高特异性抗体,解决了复杂基因组中重复序列的组装难题,为泛基因组分析的可靠性提供了保障。
经过结构变异分析与转录组关联研究,团队识别出63个与霜霉病抗性显著相关的SV位点。这些发现揭示了NLR家族基因的丰度与抗病性之间的密切关联,进一步为分子标记辅助育种提供了靶点,助力新型抗病品种的设计。
在另一项研究中,普健生物还支持了辣椒中心粒组蛋白CENH3的抗体研发,发现辣椒基因组的结构特征和基因组侵入现象,为解析复杂作物基因组提供了新视角。另外,普健生物开发了覆盖15个重要物种的CENH3靶点抗体体系,以帮助研究者更好地面对生物医疗领域中的基因组复杂性。
这些研究成果不仅推动了葡萄和辣椒等重要作物的基因组研究,也为分子育种技术的发展奠定了基础,体现了尊龙凯时在生物医疗领域的技术实力与创新潜力。