葡萄（Vitis）是一种在全球广泛种植的重要园艺作物，既可以直接食用，也可以加工成葡萄酒等多种产品，拥有极高的经济价值，对于促进农民增收、乡村振兴以及提升人民生活质量至关重要。作为葡萄科葡萄属的一员，它包括麝香葡萄亚属(Muscadinia Planch)和真葡萄亚属(Euvitis Planch)两个亚属，合计超过70个种类，并依据地理分布分为欧亚种群、北美种群和东亚种群三大类。
作为一种有着大约11,000年栽培历史的古老作物，长期的人工驯化与品种改良虽然丰富了现代葡萄品种的多样性，但也导致了一些抗病性的丧失，使得它们更容易受到病虫害和其他环境压力的影响。最近，随着北美和欧洲葡萄泛基因组的研究进展，野生葡萄因其遗传多样性和强大的抗性基因再次成为研究焦点。然而，一个基于大群体染色体水平基因组组装，涵盖主要品种特别是东亚野生种葡萄的全面泛基因组仍未见报道。因此，构建这样一个泛基因组对了解葡萄的遗传多样性、进行功能基因组学研究以及精准改良葡萄品种至关重要。
近日，潍坊现代农业山东省实验室、北京大学现代农业研究院叶文秀研究员和郭立研究员团队在国际顶级学术期刊《Nature Genetics》上发表了一项关于超级泛基因组的重大研究成果，题为Super pangenome of Vitis empowers identification of downy mildew resistance genes for grapevine improvement的研究论文。该研究首次绘制了一个包括欧亚、北美和东亚三大种群在内的72个葡萄种质材料的单倍型超级泛基因组图谱，揭示了丰富的遗传多样性和杂交历史。通过分析，他们还找到了一些与葡萄霜霉病抗性相关的基因变异和抗病基因，这将加速葡萄分子育种的进程，开启葡萄种质创新和利用的新时代。
此外，本研究不仅为理解葡萄属的遗传多样性、进化历史提供了基础，也为未来开发更加优质的葡萄品种提供了理论支持和技术手段，标志着葡萄基因组研究进入了一个新阶段，并将有力推动我国葡萄产业的发展。
葡萄属超级泛基因组构建和应用
在这篇论文中，潍坊现代农业山东省实验室与北京大学现代农业研究院的叶文秀研究员和郭立研究员共同担任通讯作者。该研究的共同第一作者包括郭立研究员、科研助理王祥锋、助理研究员Dilay Hazal Ayhan、助理研究员Mohammad Saidur Rhaman以及访问学生闫明，他们均来自潍坊现代农业山东省实验室和北京大学现代农业研究院。此外，本研究得到了多位专家的支持与贡献，其中包括潍坊现代农业山东省实验室及北京大学现代农业研究院的邓兴旺院士，以及中国农业科学院郑州果树研究所的刘崇怀研究员。同样值得提及的是，来自同一机构的王冬月、郑伟、梅俊杰、山西农业大学访问学者纪薇教授、河南农业大学访问学者焦健副教授、陈绍英、孙杰、易澍、孟点、汪婧、Mohammad Nasim Bhuiyan、国林领、杨庆先、张雪楠、孙海生、秦国臣研究员，连同中国农业科学院郑州果树研究所的姜建福研究员也为这项研究做出了重要贡献。该研究的技术支持来源于潍坊现代农业山东省实验室和北京大学现代农业研究院的高性能计算中心和质谱分析平台。资金方面，研究获得了山东省重点研发计划、山东省自然科学基金、山东省泰山学者项目以及山东省杰出青年基金的资助。
郭立，现任北京大学现代农业研究院研究员及独立课题组组长（PI），山东省“泰山学者”青年专家、山东省自然科学基金“杰出青年”获得者、潍坊市“鸢都学者”。他于西北农林科技大学获植物保护学学士学位，在美国宾夕法尼亚州立大学获得博士学位，并在美国马萨诸塞大学完成了博士后研究。回国后，他曾任西安交通大学教授兼博导。在Science、PNAS、Nature Communications等多个国际知名期刊上以第一作者或通讯作者身份发表了多篇文章。