野生大豆YSD56端粒到端粒基因组解析：揭示抗大豆胞囊线虫X12小种的关键遗传资源

本研究针对大豆胞囊线虫(SCN) X12小种这一全球大豆生产的毁灭性害虫，通过构建野生大豆(Glycine soja)抗性种质YSD56的首个端粒到端粒(T2T)基因组，填补了抗性遗传机制研究的空白。研究团队采用PacBio HiFi、ONT ultralong reads和Hi-C等多组学技术，获得1,008.52 Mb的高质量基因组（contig N50 51.97 Mb），完整解析20个着丝粒和40个端粒结构，预测57,712个功能基因。该资源为挖掘新型SCN抗性基因和拓宽栽培大豆遗传基础提供了关键平台。

　　

大豆作为全球重要的粮油作物，其生产长期受到大豆胞囊线虫(SCN, Heterodera glycines)的严重威胁。近年来出现的X12小种展现出对现有抗性资源的强突破性，而栽培大豆(Glycine max)在驯化过程中丢失了大量野生近缘种中的抗性等位基因。这一困境使得从野生大豆(Glycine soja)中发掘新型抗性基因成为当务之急。

河南省农业科学院的研究人员通过系统筛选，发现野生大豆种质YSD56对X12小种表现出稳定抗性（雌性指数FI=5.9），远优于栽培品种（FI 26.8-102.9）。为解析其遗传机制，研究团队采用多组学整合策略：PacBio HiFi（44×）和ONT ultralong reads（68×）提供长读长支持，Hi-C（124Gb）辅助染色体挂载，结合Illumina短读长（91×）校正，最终获得1,008.52 Mb的T2T基因组，包含20条染色体和40个端粒（长度10.8-44.4 kb）。

基因组特征解析

通过17-mer分析预估基因组大小为1.14Gb，杂合度0.17%。重复序列占比55.87%，其中LTR反转座子达39.08%。利用TRF和quarTeT双重验证，定位到20个着丝粒区域，其91/92bp卫星重复与栽培大豆Wm82高度保守。基因预测鉴定57,712个蛋白编码基因，98.79%获得功能注释，BUSCO评估完整性达99.7%。

结构变异发现

与栽培大豆Wm82比较发现11号和13号染色体间存在平衡易位，通过HiFi reads拆分比对验证22个断点（如Gm11:37,145,703与Gm13:42,777,542）。这些变异可能影响抗性相关基因的连锁关系，为解释YSD56的特异抗性提供线索。

抗性资源价值

相比已报道的Rhg1/Rhg4位点，YSD56展现出对X12小种的独特抗性模式。其T2T基因组不仅填补了野生大豆高质量参考基因组的空白，更通过完整解析着丝粒和端粒区域，为挖掘着丝粒周边抗性基因簇提供可能。研究团队在《Scientific Data》发布的这一资源，将加速野生大豆抗性等位基因向栽培种的渗入，应对SCN不断演化的致病威胁。

该研究的创新性体现在三方面：首次实现野生大豆T2T基因组组装，揭示栽培种与野生种间的基因组结构差异，并为抗SCN育种提供分子标记开发的基础平台。未来通过比较基因组学分析YSD56特有基因家族扩张（如NBS-LRR类抗病基因），有望发现新一代抗线虫靶点。