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为解析生菜属物种基因组纯合片段（ROH）与育种及进化的关联，研究人员利用 NGS 技术分析栽培种及近缘野生种的 ROH 分布。发现栽培种 L. sativa 具最长平均 ROH 长度，野生种 ROH 更短且多。还鉴定出 DREB2B 等抗逆相关基因，为生菜遗传改良与资源保护提供新方向。
在植物进化与农业生产的交织领域，生菜作为全球重要蔬菜作物，其遗传多样性与育种潜力的挖掘始终是研究热点。然而，栽培生菜与其野生近缘种在基因组层面的纯合片段（Runs of Homozygosity, ROH）分布规律尚不明确，且这些规律如何反映育种历史、环境适应及遗传多样性衰减等问题亟待解答。ROH 作为基因组中连续纯合区域，其形成与近交、遗传漂变及人工选择密切相关，不仅能揭示种群历史，还可定位关键功能基因。因此，解析生菜属物种的 ROH 特征，对优化育种策略、保护遗传资源及提升作物抗逆性具有重要科学价值。
为攻克上述科学问题，北京科技大学与维也纳自然资源和生命科学大学的研究人员合作，开展了生菜属物种 ROH 分布及其进化意义的系统性研究。相关成果发表于《BMC Genomics》，为生菜遗传改良提供了关键理论支撑。
研究团队选取 246 份生菜属样本（含 78 份栽培种 L. sativa 及 5 种野生种），利用下一代测序（NGS）技术获取全基因组数据，结合自主开发算法与 PLINK 软件，对比分析 ROH 的长度、数量及分布特征，并通过连锁不平衡（LD）分析鉴定 ROH 热点区域及相关基因。
生菜属物种 ROH 分布特征与近交系数
研究发现，栽培种 L. sativa 的平均 ROH 长度最长（65±105.00 KB），数量最少（287 个 / 染色体），反映其经历长期人工选择导致基因组纯合化。野生种如 L. saligna 则表现为短 ROH 数量多，表明更高的遗传多样性。近交系数（f=LRoh/LGenome）显示，L. serriola（0.082±0.045）和 L. sativa（0.079±0.030）的近交水平显著高于野生种，其中 L. virosa 最低（0.0063±0.0050），印证栽培种经历更强的人工驯化压力。
栽培品种间 ROH 模式差异
不同栽培品种的 ROH 特征呈现分化：油用生菜（Oilseed）的 ROH 数量中位数最大（367 个），而脆叶生菜（Crisphead）的平均 ROH 长度最长（74.56 KB）。奶油生菜（Butterhead）在 10-100 KB 区间的 ROH 数量最多，茎用生菜（Stalk）和油用生菜的 ROH 总量较短，提示其可能仍处于育种改良阶段。
ROH 检测算法对比
与传统工具 PLINK 相比，研究团队开发的算法更适用于 NGS 数据，对短 ROH（<10 KB）的检测精度更高，且结果更保守。PLINK 倾向于识别长 ROH（>3 Mb），而自主算法能捕获更多中短片段，尤其在野生种中表现更优，为高精度 ROH 分析提供了新工具。
ROH 热点区域与抗逆基因鉴定
通过校正 LD 值，研究团队在栽培种基因组中定位到 ROH 热点区域，涉及 DREB2B（脱水响应元件结合蛋白）、NHL12（NDR1/HIN1-like 蛋白）、RPV1（抗病蛋白）和 EIX2（受体样蛋白）等关键基因。这些基因参与植物胁迫响应与免疫机制，如 DREB2B 调控干旱 / 热激抗性，RPV1 介导白粉病抗性，为生菜抗逆育种提供了直接靶点。
研究首次系统揭示了生菜属物种 ROH 的基因组分布规律，明确栽培种与野生种在遗传多样性上的显著差异，证实 ROH 特征可作为评估育种历史与进化压力的分子标记。自主开发的 ROH 检测算法为高分辨率基因组分析提供了技术支撑，而抗逆相关基因的鉴定则为分子标记辅助育种（MAS）和基因编辑提供了靶标。这些发现不仅深化了对生菜属植物适应性进化的理解，还为全球生菜种质资源保护、抗逆品种培育及可持续农业生产奠定了重要基础，有望推动蔬菜作物遗传改良进入精准化时代。
