7月10日，中国农业科学院作物科学研究所特色农作物优异种质资源发掘与创新利用创新团队联合国内外单位，构建全球首个高质量绿豆图泛基因组，解析结构变异调控绿豆黄酮合成及豆象抗性的分子机制，相关成果发表于《Nature Genetics》上。

绿豆是我国重要特色豆类作物，生育期短、适应性广，富含优质蛋白与黄酮活性物质，在保障食物多样性、改善膳食营养和推动绿色农业发展方面发挥关键作用。以往单一参考基因组无法完整反映绿豆的遗传多样性，产量、品质、抗逆性等复杂农艺性状存在大量缺失遗传力，长期制约绿豆遗传改良与产业发展。

研究团队收集来自不同生态区域、不同遗传背景的580份绿豆种质资源，选取11份代表性野生资源、地方品种和现代栽培品种完成基因组，组装构建了全球首个绿豆图泛基因组。在此基础上进行系统鉴定，构建了包含65535个结构变异位点的高分辨率绿豆结构变异图谱。研究发现，野生绿豆保有大量特有结构变异，且显著富集于基因调控区域，参与绿豆驯化演化、环境适应及关键农艺性状塑造，而部分变异在长期驯化过程中逐渐丢失。该发现表明，结构变异不仅记录了绿豆驯化历史，也为挖掘环境适应和遗传创新相关基因资源提供了重要线索。

图1 全球首个绿豆图泛基因组构建及结构变异资源解析

团队进一步将结构变异纳入复杂农艺性状遗传解析框架，建立了基于图泛基因组的结构变异全基因组关联分析体系，并对20个重要农艺性状开展联合关联分析，证实了结构变异和单碱基微小变异两类变异均为调控复杂农艺性状的核心遗传基础，推动作物复杂性状遗传解析从仅依靠单碱基微小变异的研究模式，迈向两类变异协同解析的全新研究范式。

基于该体系，研究团队鉴定出调控黄酮代谢合成、豆象抗性的关键基因VrTIFY6B和VrPGIP1。研究发现，前者通过启动子插入及编码区突变调控黄酮积累，该机制与荞麦中黄酮合成调控机制一致。而后者启动子缺失变异可增强基因表达，抑制关键抗虫降解酶活性，维持种皮结构完整，增强绿豆抗虫能力。该研究填补了绿豆图泛基因组研究空白，为优质抗虫绿豆品种培育提供了重要靶点与理论支撑。

图2 VrTIFY6B结构变异调控绿豆黄酮积累的分子机制

图3 VrPGIP1结构变异调控绿豆抗豆象分子机制

作科所副研究员陈红霖、河北大学校聘研究员邢龙生、作科所博士后关超男和博士研究生刘洋为论文共同第一作者，作科所陈红霖副研究员、程须珍研究员、周美亮研究员，澳大利亚默多克大学Rajeev Varshney教授、河北大学杜会龙教授、北京大学现代农业研究院焦成智研究员为共同通讯作者。该研究得到国家自然科学基金、国家现代农业产业技术体系、中国农业科学院科技创新工程等项目的资助。

原文链接：https://doi.org/10.1038/s41588-026-02644-5