中国农科院蔬菜花卉所张圣平团队联合青岛农大在《自然·遗传学》发表黄瓜染色体级泛基因组——首次克隆黑星病抗性基因CsCcu与果长调控基因CsSPL1
国家级科研机构在顶级期刊发表黄瓜泛基因组重大突破，数据详实，实用价值高，属产业级重大进展。
中国农科院蔬菜花卉研究所张圣平研究员团队联合青岛农业大学在国际期刊《自然·遗传学》发表论文,建成当前规模最大、组装质量最优的黄瓜染色体级泛基因组。整合全球422份黄瓜种质重测序数据,筛选125份代表性材料完成染色体水平基因组组装,新增28890个此前从未被报道的非冗余新基因。依据全基因组SNP标记将全球黄瓜划分为印度、西双版纳、欧亚、东亚四大地理类群,系统解析结构变异调控黄瓜地域适应与农艺性状分化的遗传机制,成功克隆黑星病抗性基因CsCcu与果长调控基因CsSPL1,为我国蔬菜种业自主创新提供核心理论支撑与可复制技术范式。
黄瓜是全球广泛种植的大宗蔬菜，也是研究植物性别分化、果实发育的经典模式作物。黄瓜起源于喜马拉雅南麓，历经两千余年跨洲传播，分化出适配多样气候、栽培模式与消费习惯的生态类型。长期以来，单一参考基因组无法完整捕获群体全部遗传变异，极大限制了黄瓜分子育种技术突破。
研究整合全球422份黄瓜种质重测序数据，从中筛选覆盖全球各大产区的125份代表性材料完成染色体水平基因组组装，共鉴定39067个共线性基因家族，新增28890个此前从未被报道的非冗余新基因，证明黄瓜物种遗传多样性水平高于水稻、番茄、甘蓝等主流作物。
研究依据全基因组SNP标记将全球黄瓜划分为印度、西双版纳、欧亚、东亚四大地理类群，证实黄瓜自印度原产地向外扩散过程中经历强烈纯化选择，完整绘制出覆盖全球的黄瓜遗传多样性全景图谱。
团队全面系统解析两类关键变异，揭开黄瓜关键农艺性状形成的底层分子逻辑，筛选出43225个跨类群分化结构变异，直接关联果实品质、抗病、开花周期等核心性状，清晰印证结构变异是塑造黄瓜表型多样性的关键因素。
群体演化分析显示，欧亚区域偏好短果黄瓜、东亚区域偏好长果黄瓜，两类等位基因在不同产区高度分化，完整还原人类消费选择长期驯化塑造黄瓜品种性状的演化历程。
研究产出三大核心实用成果，全方位赋能蔬菜种业创新：一是建成全球规模最大、质量最优的黄瓜泛基因组公共资源，填补黄瓜完整遗传变异数据库空白，为全球黄瓜基础研究提供共享平台；二是成功克隆CsFT、CsCcu、CsSPL1三大具备极高育种价值的功能基因，可快速开发配套分子标记，直接应用于早熟、抗病、优质果型黄瓜新品种定向选育，大幅缩短育种周期；三是建立“高质量泛基因组构建+亚群体分层关联分析+基因编辑功能验证”的完整标准化研究流程，为西瓜、甜瓜、番茄等其他果蔬作物种质资源挖掘、新品种选育提供通用技术路线。
中国科学院院士钱前评价，该研究打通基因组结构变异与农艺性状的关联通路，挖掘抗病、果长关键功能基因，为黄瓜精准分子育种筑牢基础。
研究由中国农科院蔬菜花卉研究所牵头，联合青岛农业大学、国内外多所高校及海外科研机构协同攻关。