近日，中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所退化及污染农田修复团队通过三代测序技术和高通量染色体构象捕获技术，首次破译了我国重要外来入侵植物刺萼龙葵的基因组，为后续刺萼龙葵的环境适应性机制、马铃薯甲虫的寄主转移机制等研究提供了宝贵的遗传基础，也为刺萼龙葵入侵导致的退化农田修复技术研发提供了新方向。相关研究成果在线发表在Nature旗下著名学术期刊《科学数据》（Scientific Data）上。

刺萼龙葵（Solanum rostratum）是一种入侵性极强的一年生恶性杂草，生长速度快且繁殖能力强，致使农业耕地减产、本地物种竞争优势丧失，生物多样性降低。此外，刺萼龙葵还是马铃薯重要毁灭性检疫害虫—马铃薯甲虫的野生原始寄主。因此，刺萼龙葵一旦入侵，将对生态环境、农业生产、草地畜牧业、生物多样性与人体健康造成巨大的威胁。在我国，已经扩散入侵至辽宁省、吉林省等7省市自治区54个县区，被列为进境检疫性有害生物，并列入《重点管理外来入侵物种名录》。

该研究利用PacBio SMRT测序平台CCS模式获取的HiFi数据，获得了大小为898.42 Mb的contigs水平基因组。随后通过Hi-C染色体构象捕获技术，将113条contigs挂载至12条染色体上，获得了869.69  Mb的染色体水平参考基因组，Scaffold N50达72.15 Mb。基因组分析共注释到72.26%的重复序列和28,154个蛋白编码基因。基于同源直系单拷贝基因数据集的比较基因组分析表明，刺萼龙葵与其他19个茄科物种相比发生了显著的基因家族收缩扩张事件，包含2155个基因家族2201个基因的扩张和4510个基因家族5352个基因的收缩，在其强环境适应性、强入侵性、龙葵碱合成途径方面起到重要作用。

中国农科院环发所博士后张岳为论文第一作者，付卫东副研究员和张国良研究员为论文共同通讯作者。新疆农业科学院植物保护研究所农业农村部西北荒漠绿洲作物有害生物综合治理重点实验室也参与了该研究。该项研究得到国家重点研发计划项目、中国博士后科学基金和中央级公益性科研院所基本科研业务费专项资金等项目的资助。

原文链接：https://www.nature.com/articles/s41597-023-02247-3