近期，园艺学院廖毅课题组在蔬菜基因组学、复杂结构变异解析和蔬菜作物群体进化研究方面取得系列进展。课题组综合运用群体遗传学、多组学技术及自主开发的生物信息学工具，围绕茄科和十字花科重要蔬菜作物的遗传多样性、复杂基因组区域及重要农艺性状形成机制开展系统研究，取得多项代表性成果。
一是自主开发结构变异分析工具SVGAP，实现复杂基因组中群体规模结构变异的高质量鉴定。
课题组开发了面向群体规模高质量基因组组装的结构变异鉴定与分型流程 SVGAP。基准测试表明，SVGAP在不同进化尺度下均表现出优于现有工具的性能，为复杂基因组区域的结构变异解析提供了有力支撑。相关成果发表于国际知名期刊Molecular Biology and Evolution（中国科学院一区，影响因子11.9）。
二是解析菜心现代育种中的基因组选择及重要农艺性状遗传基础。
课题组联合广州市农业科学研究院菜心研究团队，对403份具有广泛代表性的菜心种质资源开展遗传变异和群体结构分析。通过全基因组关联分析，鉴定出与株型、产量等11个关键农艺性状相关的642个基因座及候选基因，并结合转录组数据揭示了菜心食用部位—茎发育相关的育种改良机制。研究还发现，部分候选基因中的非同义突变等位基因在改良过程中发生了显著频率变化，为十字花科蔬菜分子育种提供了重要资源。相关成果发表于Horticulture Research（中国科学院一区，影响因子 9.1）。
三是构建高质量茄子泛基因组，揭示果色与抗病性状相关的大型结构变异。
课题组联合广东省农业科学院蔬菜研究所等单位，对226份以东南亚和华南种质为主的茄子材料开展群体基因组学研究。研究团队利用长读长测序新组装11个代表性材料的染色体水平基因组，并结合已发表数据构建了高质量茄子泛基因组。研究鉴定到位于10号染色体上的一个12.4 Mb大型倒位，与果色显著相关；同时发现了与青枯病抗性相关的关键变异，包括SmCYP82D47提前终止突变以及SmEPS1和SmRoq1的拷贝数变异。相关成果发表于Nature Communications (中国科学院一区，影响因子17.2)。
四是破译了茄科作物着丝粒结构，揭示其高度分化与动态演化特征。
着丝粒是保障染色体在细胞分裂过程中准确分离的关键区域，但由于其高度重复和快速进化，长期以来解析难度较大。课题组结合近端粒到端粒水平（T2T）基因组组装和CENH3 ChIP-seq技术，系统解析了茄子、非洲茄子、烟草、马铃薯、番茄、辣椒及其野生近缘种的功能性着丝粒区域。研究发现，除番茄及其野生近缘种3号染色体外，茄科作物着丝粒主要由Ty3/Gypsy类LTR逆转录转座子组成，普遍缺乏传统卫星DNA。进一步研究表明，着丝粒周边倒位和着丝粒重定位共同驱动了着丝粒位置的频繁变化，揭示了茄科作物着丝粒显著的动态演化与物种特异性特征。相关成果发表于Genome Biology（中国科学院一区，影响因子 16.3）。
上述系列研究进展表明，课题组已在蔬菜基因组学领域构建起较为成熟的研究体系，涵盖算法研发、资源构建和性状解析等多个方面。廖毅课题组博士后胡鸣、金竑宇，硕士研究生万鹏龙、唐舒源、赵亚辉、张松园、王梁等参与了相关研究工作。相关研究得到园艺学院蔬菜系教师及合作单位的大力支持，并获国家自然科学基金、广东省自然科学基金、广东省青年人才计划及学校高水平人才引进项目等资助。
相关论文链接：https://doi.org/10.1093/molbev/msaf180
https://doi.org/10.1093/hr/uhae299
https://www.nature.com/articles/s41467-026-69764-8
https://link.springer.com/article/10.1186/s13059-026-04028-8
文图/园艺学院
