近日，北京市農林科學院蔬菜中心白菜課題組在植物學領域國際知名期刊《Plant Biotechnology Journal》（IF=8.154）在線發表了題為「Assembly of the non-heading pak choi genome forbid comparison with the genomes of heading Chinese cabbage forbid the oilseed yellow sarson」的研究論文。該研究發布了不結球白菜（小白菜）的高質量基因組，首次揭示了基因組結構變異在白菜類蔬菜重要性狀進化和選擇中的重要作用。
白菜類蔬菜包括結球白菜（大白菜）、小白菜、菜心、蕪菁和油用白菜等，其中大白菜和小白菜是我國傳統的重要蔬菜作物，約佔蔬菜種植面積的15%，是名副其實的「當家菜」。研究者通過整合PacBio測序、Illumina測序和Hi-C技術的數據，成功組裝了小白菜的基因組序列，獲得了染色體水平的高質量參考基因組序列圖譜（N50=2.82 Mb）。通過比較基因組學方法，繪製了3個基因組（大白菜、小白菜和油用白菜）的綜合變異圖譜，包括單鹼基多態性（SNP）、插入/缺失（InDel）和存在/缺失變異（Presence/Absence Variation，PAV）等，並對三個亞種間的基因結構變異（Structural Variation，SV）進行了分析。
白菜類蔬菜在長期的進化過程中形成了不同的亞種和變種，產生了廣泛的器官形態變異，抽薹開花習性也產生了明顯分化。葉形態變異和抽薹開花是白菜類蔬菜的研究熱點和育種中極受關注的兩個重要性狀。研究者基於PAV和SV分析鑑定了多個葉片發育和開花的關鍵基因。例如，轉錄因子KANADI（KAN）是植物特有的控制側生器官極性發育的基因，主要是通過對植物遠軸面的作用而使植物側生器官表現出不對稱性。本研究在白菜中鑑定了9個KAN家族基因，其中5個KAN基因具有PAV或者SV，認為這些基因在白菜葉部形態建成中發揮了重要作用。該研究對白菜類蔬菜作物器官形態建成和開花等重要性狀進化分子機制的解析和遺傳改良具有重要意義。
李佩榮助理研究員和蘇同兵副研究員為該論文並列第一作者，澳大利亞西澳大學David Edwards教授、蔬菜中心於拴倉研究員和張鳳蘭研究員為共同通訊作者。該研究得到了院基因組育種協同創新中心、院傑出科學家培育計劃和國家自然科學基金等項目資助。白菜課題組近年來以提高白菜品種的抗病抗逆性為育種目標，基於基因組馴化選擇分析和圖位克隆等，鑑定了一批控制白菜開花、抗病及其與形態建成相關的功能基因，研究成果先後發表在Molecular Plant、Plant Cell forbid Environment、Journal of Experimental Botany等雜誌上。