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周永锋课题组
Yong-feng Zhou lab
Yong-feng Zhou lab
| 题目 | Complete genomes of grapevine downy mildew reveal effector cluster evolution driven by complex structural variations |
| 中文 | 葡萄灰霉病的完整基因组揭示了由复杂结构变异所驱动的效应子簇进化过程 |
| 参考 | Lianzhu Zhou, Shaowei Cui, Hao Zhang, Fanfang Kong, Qi Wang, Zhongyue Wang, Yongfeng Zhou, Shidong Li, Fei Du, Xiaoqing Huang, Yongqiang Liu, Complete genomes of grapevine downy mildew reveal effector cluster evolution driven by complex structural variations, Horticulture Research, 2026;, uhag073, https://doi.org/10.1093/hr/uhag073 |
| 作者 | 周连柱 |
| 通讯 | 黄晓庆, 刘永强 |
| 期刊 | Horticulture Research [2026-3-4 ] 博文来源 原文链接 文档查看 文章下载 |
| 简介 | 本研究基于PacBio HiFi高精度长读长测序技术，构建了两个来源于不同种葡萄且致病力存在显著差异的霜霉病菌完整基因组：PvH（来源于欧亚种Vitis vinifera）和 PvS（来源于野生种山葡萄V. amurensis）。两个基因组均组装为17条完整染色体，基因组大小分别为115.3 Mb和113.0 Mb，为该物种提供了高连续性、高准确度的基因组资源。 |
| 备注 | 合作发表文章 |
| 封面 |
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葡萄霜霉病是全球葡萄生产中最具破坏性的病害之一，严重威胁葡萄产业的健康发展。其病原菌—Plasmopara viticola—在不同寄主与生态区域间表现出显著的毒力差异和遗传多样性。然而，这种病原菌种内致病力差异背后的基因组结构基础仍缺乏系统解析。
图1 葡萄霜霉病为害图
2026年第5期，Horticulture Research在线发表了中国农科院植保所黄晓庆团队题为Complete genomes of grapevine downy mildew reveal effector cluster evolution driven by complex structural variations的研究论文。
本研究基于PacBio HiFi高精度长读长测序技术，构建了两个来源于不同种葡萄且致病力存在显著差异的霜霉病菌完整基因组：PvH（来源于欧亚种Vitis vinifera）和 PvS（来源于野生种山葡萄V. amurensis）。两个基因组均组装为17条完整染色体，基因组大小分别为115.3 Mb和113.0 Mb，为该物种提供了高连续性、高准确度的基因组资源。
图2 葡萄霜霉病菌（P. viticola）的17条染色体结构图谱（PvH）
在此基础上，研究团队开展了系统的比较基因组分析，重点解析了与致病性密切相关的病菌效应子基因组结构特征。结果显示：
近 90% 的预测效应子以局部重复基因簇形式存在，提示局部复制是效应子扩张的重要结构基础；不同菌株间效应子呈现明显的种内扩张与缺失差异，其中 PvH 的 CRN 效应子数量较 PvS 增加约 1.4 倍，并含有 35 个菌株特异 CRN；共发现 104 个预测效应子分布在基因组倒位区域内，包括 21 个 RxLR、59 个 CRN 和 24 个 CAZyme；菌株间差异放入效应子显著富集于结构变异热点区域，包括倒位、重复及片段重排区域且展现出差异的表达模式。
图3 葡萄霜霉病菌种内基因组间结构变异与效应子进化
这些结果揭示，葡萄霜霉病菌基因组呈现高度动态的结构特征。结构变异与局部基因复制事件在效应子基因的扩张与多样化过程中密切相关，可能为病原菌种内基因组多样性的形成提供了重要结构基础。
值得注意的是，本研究中这些病菌基因组结构特征的发现，为后续功能验证与群体尺度研究提供方向。基于本研究建立的染色体级基因组框架，未来可进一步结合群体重测序、交叉接种实验及选择压力分析，系统评估结构变异在效应子进化以及病菌寄主特异性致病性过程中的作用。
总体而言，本研究不仅提供了高质量的葡萄霜霉病菌基因组资源，也初步揭示了霜霉病菌种内效应子变异的基因组基础，同时构建了一个解析种内基因组结构差异与效应子多样性的比较框架，为理解植物—病原菌协同进化及抗病育种策略优化奠定了坚实基础。
中国农业科学院植物保护研究所已毕业博士生周连柱（现中国农科院基因组所周永锋课题组博士后）为该论文的第一作者，中国农科院植保所黄晓庆副研究员和刘永强研究员为论文共同通讯作者。感谢中国农科院植保所王忠跃研究员、张昊研究员，中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所周永锋研究员以及中国农业大学王琦教授等的指导。该研究得到了国家重点研发计划（2023YFD1401405）、国家现代农业葡萄产业技术体系（CARS-29）、云南省专家工作站项目（202305AF150129）和中央公共事业科研机构基础研究基金（82025X131）的支持。
文章链接：https://doi.org/10.1093/hr/uhag073