苦荞属于蓼科荞麦属，是一种起源于我国并广泛栽培于北半球的健康养生作物，能缓解多种人体亚健康症状。长期以来，在我国西南彝区、边疆藏区和高海拔冷凉山区，苦荞是当地的主要粮食。时至今日，荞麦及其制品因其具有独特的营养价值和医疗保健功能而深受消费者青睐，我国已成为全球最大的苦荞生产国和消费国。
图1我国丰富的荞麦种质资源（中国农科院供图）
不仅如此，我国栽培荞麦的历史也非常久远，至今已有余年。据记载，唐朝初期我国苦荞栽培应用已有较大规模。这些栽培荞麦经过自然演变、人工培育和传播后，已走出中国，在全世界范围内广泛分布，形成了多种多样的现代品种。但长久以来，栽培苦荞的起源、驯化中心和传播路线等方面仍存在较大争议，重要性状和品质形成机理研究缺乏，严重制约其性状改良和遗传育种。
年1月12日，GenomeBiology在线发表了来自中国农业科学院作物科学研究所周美亮研究员团队牵头，华大基因等10余家科研单位参与，对来自14个国家的份苦荞核心资源进行全基因组重测序，构建了苦荞基因组变异图谱，从分子水平上明确了我国西南地区作为全世界苦荞多样性中心和栽培起源驯化中心的独特地位，为研究苦荞驯化和性状改良奠定了重要的理论基础。
主要研究成果
1.构建苦荞基因组变异图谱，明确起源驯化中心
研究团队利用中国丰富的荞麦种质资源优势，在不同生态区和耕作制度条件下筛选优异荞麦种质资源，对优异品质性状形成机理进行解析并挖掘其应用价值。为解开苦荞的起源、传播和驯化之谜，研究团队历经多年从我国西南地区搜集野生和农家荞麦资源上千份，构建了涵盖野生种、农家种不同层次的份苦荞核心种质资源，对这些苦荞核心种质资源进行了基因组测序，挖掘到万余个单核苷酸多态性（SNP），全面系统的构建了苦荞基因组变异图谱。
该研究从分子水平证明了苦荞起源于泛喜马拉雅地区，然后传播到中国的南方和北方，形成中国南北栽培苦荞的两个独立分支，再由中国北方传播到韩国、中亚、俄罗斯、欧洲以及北美地区，由此明确了我国西南地区作为全世界苦荞多样性中心和栽培苦荞起源驯化中心的独特地位。
研究人员在栽培群体中分别鉴定到与株高、千粒重、果皮颜色、*酮类物质含量等农艺和品质性状相关的独立驯化区间及重要遗传位点，从而在基因组水平上解开了苦荞的起源、传播和驯化的谜题。
图2苦荞核心资源的群体结构
2.挖掘苦荞功能成分遗传位点
研究人员还对苦荞资源进行了槲皮素、芦丁和山奈酚等功能成分的*酮醇含量测定，发掘出一批与三种*酮醇含量显著相关的遗传位点。进一步研究发现，FtUFGT3基因与山奈酚含量显著相关，该基因通过编码一个葡萄糖基转移酶，调控苦荞中的山奈酚含量。此外，还发现了调控槲皮素和*酮含量的关键因子。这些关键位点和基因的发现及其调控苦荞*酮含量分子机理的阐明将极大地推动荞麦的品质改良，加快荞麦的遗传育种进程。
该研究通过大规模全基因组重测序，描述了荞麦的驯化历史，并提供了基因组变异的详细资源，进而有望通过基因组辅助育种来改善优良品种。
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