Mol Plant丨北京大学现代农业研究院团队深度解锁黄瓜基因组奥秘，助力育种新突破

2025年3月4日，北京大学现代农业研究院张兴平/邓云团队和何航团队在黄瓜基因组和突变体库研究领域取得重要进展，研究成果以The near-complete genome assembly of pickling cucumber and its mutation library illuminate cucumber functional genomics and genetic improvement为题发表在 Molecular Plant 上，该研究不仅为黄瓜功能基因组学提供了重要支撑，还为培育更为优良的黄瓜新品种奠定了坚实基础。

黄瓜是一种全球性的重要蔬菜作物，腌制型黄瓜作为其中的一种主要栽培类型，在美洲、欧洲和亚洲等区域广泛种植。然而，此前已发布的美国腌制型黄瓜基因组组装质量差，严重制约了黄瓜功能性基因组学研究进展和品种选育。北京大学现代农业研究院作物育种平台张兴平/邓云团队和生物信息平台何航团队合作，选取优良的俄罗斯类型腌黄瓜强雌自交系CUK2021，利用高精度的ONT超长读长和Hi-C测序技术，经过组装、验证、填补缺口等步骤，成功获得了包含完整着丝粒和13个端粒的高质量黄瓜参考基因CUK2021，总长度达326.24 Mb。该基因组在完整性和准确性上表现卓越，测序数据映射率、基因组覆盖率以及BUSCO评分等各项指标均十分出色。

为了促进黄瓜功能基因组学的研究，研发团队利用EMS花粉诱变技术构建了CUK2021的突变体库。该突变库在M1代的表型突变率为1.39%，在M2代中达到了12%。在突变体库中鉴定到了多个具有重要应用价值的突变体，包括强雄、节间缩短、稀刺、和果实形状等，这些突变体不仅为黄瓜功能基因的研究提供了新的视角，还为开发新的腌黄瓜品种提供了宝贵的种质资源。同时通过测序分析发现，对已诱变材料重复进行EMS诱变并不能显著提高突变率。本研究的基因组组装数据和突变体库测序数据已全部提交至国家基因组数据中心基因组库，为全球科研人员共享。

图一：黄瓜无空隙参考基因组及

这一突破性研究成果为黄瓜的遗传改良提供了宝贵资源，有望推动全球黄瓜产业的发展，让消费者品尝到更美味、更优质的黄瓜。在科研人员的持续努力下，未来黄瓜育种将迎来更多惊喜。

从左到右依次：邓云研究员，何航研究员，张兴平研究员，李同辉，田瑶，李奎，陈增辉