【精选整理】南京农业大学系统综述基因组驱动的番茄遗传解码与基因组设计育种进展

番茄是全球最重要的蔬菜作物之一，也是研究果实发育的模式植物。在驯化和改良过程中，人工选择产量等重要农艺性状的优良基因，在此过程中番茄基因组多样性也发生了显著的降低。同时，驯化改良过程也伴随着严重的遗传瓶颈，导致现代番茄的遗传多样性大幅丧失。此外，连锁选择通过“搭车效应”，间接造成了基因组中有害突变的不断累积。这些在长期选育过程中带来的负面效应，已成为制约番茄后续遗传改良与育种创新的重大难题。

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2026年第8期，Horticulture Research上线了南京农业大学园艺学院茄科作物遗传解析与智能设计团队题为“Advances in Genomics-Driven Genetic Decoding and Genomic Design Breeding in Tomato”的综述论文。

该文系统总结了番茄群体基因组发展、驯化改良多组学以及茄科演化基因组辅助挖掘番茄功能位点及基因的研究进展。同时提出了通过进化、驯化多组学预测全基因组功能元件，利用全基因组表型预测模型、人工智能和基因编辑手段，对番茄进行精准设计育种，为番茄乃至其他作物的高效育种提供了理论依据和实践路径。

近年来，大量高质量、染色体级别番茄基因组的产生，为系统开展基因功能研究、性状解析与分子育种奠定了关键基础。然而，现代高品质番茄育种效率受连锁累赘、遗传漂变、拮抗多效性及碳稀释效应等机制影响，体现了产量与品质性状间的根本性“权衡”。为此，通过对茄属、茄科等更长时间尺度的进化过程进行解析，有助于打破种群瓶颈与连锁累赘的限制，进而精准鉴定驯化与改良过程中的功能元件。本文提出的精准设计育种策略，通过将全基因组功能元件信息与人工智能驱动模型相结合，能够高效识别有利与有害等位基因，为基因编辑和精准杂交育种提供支撑，从而加速番茄性状的遗传改良。

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参考来源：

https://doi.org/10.1093/hr/uhag172