六倍体猕猴桃单倍型基因组解析揭示其杂交起源与多体遗传机制

研究人员通过PacBio HiFi、Hi-C和Nanopore测序技术构建了六倍体猕猴桃(Actinidia deliciosa)高质量单倍型基因组，揭示其由二倍体A. deliciosa与四倍体A. chinensis杂交起源，并首次证实其多体遗传(polysomic inheritance)特性。该研究为理解猕猴桃复杂多倍化进化提供了关键基因组证据，对指导多倍体作物育种具有重要意义。

　　

猕猴桃(Actinidia)作为重要的经济水果，其复杂的多倍化进化历程长期困扰着研究者。在自然界中，猕猴桃属植物存在从二倍体(2n=2x=58)到六倍体(2n=6x=174)的连续多倍体系列，其中六倍体绿肉猕猴桃(Actinidia deliciosa)是全球市场的主导品种。然而，关于其基因组起源一直存在争议——早期研究基于分子标记和细胞遗传学证据提出异源多倍体(allopolyploidy)假说，认为其基因组来源于不同祖先种；而近年基因组数据又暗示其可能为同源多倍体(autopolyploidy)起源。这一争议的核心在于：六倍体猕猴桃的基因组究竟是如何形成的？其遗传遵循何种模式？这些问题的解答对理解植物多倍化进化机制和指导猕猴桃分子育种至关重要。

浙江农林大学国家林业局森林食品资源开发利用重点实验室的研究团队通过整合三代测序技术，构建了染色体水平的六倍体猕猴桃单倍型基因组。研究采用PacBio HiFi(52.6 Gb)、Hi-C(206.3 Gb)和Nanopore ultralong reads(21.4 Gb)数据，最终获得包含174条染色体的高质量基因组组装，其连续度指标LAI达14.13，BUSCO完整度达99.60%。通过比较基因组学和群体遗传学分析，研究人员首次明确了六倍体猕猴桃的杂交起源和独特的遗传模式。

基因组特征与起源解析
研究团队发现六倍体猕猴桃基因组中缺乏明显的亚基因组分化特征，这通过SubPhaser分析和重复序列分布得到验证。通过对29个六倍体材料的重测序数据分析，发现44.8%的SNP呈现4:2等位基因剂量比，结合系统发育树拓扑结构分析，证实六倍体基因组由二倍体A. deliciosa(贡献2套基因组)和四倍体A. chinensis(贡献4套基因组)杂交形成。这一发现解决了长期存在的起源争议，将六倍体猕猴桃归类为"同源-异源多倍体"中间类型。

多体遗传的基因组证据
全基因组比对(WGA)和位点频谱分析(SFS)显示，六倍体猕猴桃的基因组呈现典型的polysomic inheritance特征：大多数染色体区域未表现出严格的4:2单倍型分配模式，且观察到的SFS与多体遗传模型高度吻合。这一发现与早期细胞遗传学观察到的二价染色体配对现象一致，解释了为何该物种能保持较高的基因组可塑性。

表达优势的表观调控机制
尽管缺乏明显的亚基因组分化，研究者发现来源于二倍体祖先的基因表现出轻微的表达优势(55.66%基因FPKM>0.5)。ATAC-Seq和甲基化分析揭示，这种优势可能与启动子区较低的CHG/CHH甲基化水平相关，表明表观遗传变异在多倍体基因组调控中扮演重要角色。

这项研究不仅阐明了六倍体猕猴桃的杂交起源和多体遗传特性，还为理解复杂多倍体作物的进化提供了新视角。其揭示的"同源-异源多倍体"中间状态和polysomic inheritance机制，挑战了传统多倍体分类体系，对作物多倍体育种策略具有重要指导意义。特别是发现表观遗传变异可独立于基因组结构差异调控基因表达，为解析多倍体优势的分子基础开辟了新途径。该成果发表于《Plant Communications》期刊，相关基因组数据已公开共享，将为后续猕猴桃功能基因组研究提供重要资源。