周永锋课题组

团队长期在科研一线从事群体基因组学于遗传育种研究工作，共计发表SCI论文50余篇，其中发表在Nature Plants、PNAS、Nature Communications、MBE等国际顶尖期刊的文章近20余篇。

已取得的工作成果：

（1）利用基于机器学习、溯祖模拟、正向模拟和进化保守性等群体遗传学方法，明确了欧洲野生葡萄向栽培葡萄渐渗的基因组信号，及其发生的时间、模式、强度、生物学效应及其育种意义。

揭示了葡萄单一驯化起源，以及后续来自欧洲野生近缘种的渐渗历史。该研究进一步发现渐渗区域富集了芳香化合物合成相关的基因，证明欧洲野生葡萄是改善栽培葡萄风味的重要资源。另一方面，也发现渐渗包含了大量的有害变异和结构变异，它们主要以杂合态的形式隐藏在葡萄基因组中，增加了遗传负荷（Genetic Load），带来了潜在的育种成本。该研究增进了对葡萄驯化过程中渐渗的了解，有助于理解渐渗区域在葡萄进化和改良中的作用机制, 为葡萄野生资源的利用和葡萄基因组设计育种提供新理论支持；

（2）利用高度纯合（九代自交）的葡萄为材料，进行三代基因组测序，组装了一个端粒到端粒的完整参考基因组（PN_T2T）。该基因组弥补了早期基因组草图中存在近万个缺口的缺陷，提升了着丝粒、端粒和重复区域的可及性，为葡萄育种和遗传改良提供有力的数据支持，可用于找回葡萄重要农艺性状的丢失的遗传力，为未来葡萄遗传学与育种研究开辟了丰富的可能性；

（3）以野生山金柑为例，利用群体遗传学等研究方法和手段对野生柑橘的遗传资源进行研究，提出了柑橘遗传资源保护的新见解，同时为作物野生近缘种的保护提供了新思路；

（4）野生葡萄的抗皮尔斯病的全基因组效应和气候适应性机制，深度剖析了在野生葡萄中由苛养木杆菌引起的皮尔斯病的复杂遗传结构，并筛选到了抗性关联的基因组区域，确定了适合遗传引入易感作物的候选基因，通过比较育种系和野生葡萄物种的特征，发现了皮尔斯病关键抗性性状起源的线索。

时间线

围绕作物群体基因组学与育种这一核心，揭示了葡萄、水稻等作物的“驯化成本”（Zhou et al. 2017 PNAS; Liu et al. 2017 MBE），在驯化瓶颈和搭载效应等因素作用下，作物基因组中保留了大量的有害变异，这些有害变异降低了（或者潜在降低）作物的适应性，因此成为作物分子育种的一个新方向（Gaut et al. 2018, Nature Plants）。

这种有害变异包括点突变（SNP）、小的插入缺失（Indel）与结构变异（Structural variation, SV）。由于技术瓶颈等因素，早期的研究主要集中在SNP和Indel。我们首次在葡萄驯化中研究了结构变异的群体遗传学，首次揭示了大部分结构变异受到强烈的净化选择作用，以倒位受到的净化选择作用最强（Zhou et al. 2019 Nature Plants）。

转座子（TE）作为植物基因组结构变异最主要的组成部分，我们在水稻和葡萄中，首次揭示了不同TE家族受到不同的净化选择作用，其中以SINE受到的净化选择作用最强（Kou et al. 2020 MBE）。

结构变异影响了众多作物农艺性状相关的表型，包括葡萄的性别决定、种皮颜色和皮尔斯病抗性（Zhou et al. 2019 Nature Plants; Morales-Cruz et al. 2023 Communications Biology），以及水稻抗洪涝与脱粒等性状（Kou et al. 2020 MBE）。

为进一步促进葡萄生物学和育种研究，我们发布了葡萄首个端粒到端粒（T2T）的完整参考基因组（Shi et al. 2023 Horticulture Research）。

我们首次利用机器学习手段，结合溯祖模拟、正向模拟等群体遗传学方法揭示了葡萄风味的形成机制，并解析了驯化对葡萄基因组的影响（Xiao et al. 2023 PNAS）。