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脂解酶在植物发育、生长和胁迫响应过程中发挥着关键作用。在燕麦（Avena sativa）中，脂质水解会促进酸败并降低籽粒品质，因此脂解酶尤受关注；然而，目前对燕麦脂解酶基因的基因组变异知之甚少。本研究结合泛基因组、转录组和全基因组关联分析，系统研究了GDSL-酯酶/脂肪酶基因家族的基因组多样性和表达多样性。在22个燕麦（A. sativa）和2个野燕麦（A. sterilis）基因组组装中，我们共鉴定出7,775个GDSL基因（平均每个组装约324个），揭示出祖先直系同源基因广泛保守，同时不同同源异型基因和旁系同源基因之间存在广泛的拷贝数变异。对20个基因型和6种组织开展的转录组分析表明，GDSL基因优先在胚和根中表达；组织特异性表达模式进一步筛选出可能参与特定功能的候选基因，例如种子脂质代谢。结合结构变异分析，我们还发现了一些可能导致不同品种（或种质）间表达差异的候选突变。栽培燕麦与野生燕麦的比较鉴定出具有育种选择特征的基因座，表明GDSL基因可能参与了栽培燕麦基因库的多样化。利用629份全基因组测序的种质资源，我们进一步鉴定出GDSL基因区域与农艺性状之间的关联，尤其是株高和有效分蘖数。若干基因组区域表现出与选择作用一致的模式，凸显了其作为进一步研究农艺性状变异候选基因座的潜力。总体而言，本研究揭示了燕麦GDSL基因家族显著的基因组和转录多样性，并鉴定出可用于改良种子品质和农艺表现的候选基因及基因组区域。更广泛地说，本研究证明了泛基因组资源可用于解析复杂多倍体作物中的基因家族多样性及其功能。
泛基因组与转录组分析揭示燕麦 GDSL-酯酶/脂肪酶基因家族的广泛多样性及育种特征 | ；然而，人们对燕麦脂解酶的基因组变异知之甚少。本研究利用泛基因组、转录组和全基因组关联分析，探究了 GDSL-酯酶/脂肪酶基因家族的基因组及表达多样性。在 22 个 *A. sativa* 基因组组装和 2 个 *A. sterilis* 基因组组装中，我们共鉴定出 7,775 个 GDSL 基因（每个组装约 324 个），揭示出祖先直系同源基因的广泛保守性，以及同源异型基因和旁系同源基因之间显著的拷贝数变异。对 20 个基因型和 6 种组织开展转录组分析表明，GDSL 基因优先在胚和根中表达；组织特异性表达模式进一步凸显了可能承担特定功能的候选基因，例如参与种子脂质代谢的候选基因。结合结构变异分析，我们进一步发现了可能导致不同种质资源间表达差异的候选突变。对栽培燕麦和野生燕麦进行比较，检测到了具有育种选择特征的基因座，表明 GDSL 基因参与了栽培燕麦基因库的多样化。利用 629 份全基因组测序的种质资源，我们还发现 GDSL 区域与农艺性状之间存在关联，尤其是株高和有效分蘖数。若干区域表现出与选择作用一致的模式，为进一步研究农艺性状变异提供了候选基因座。总体而言，本研究揭示了燕麦 GDSL 基因家族显著的基因组和转录多样性，并鉴定出可用于改良种子品质和农艺表现的候选基因及基因组区域。更为广泛地说，本研究展示了如何利用泛基因组资源研究复杂多倍体作物中的基因家族多样性与功能。
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发布于 2026 年 10 月 4 日。
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泛基因组与转录组分析揭示燕麦 GDSL-酯酶/脂肪酶基因家族的广泛多样性及育种特征
Tuomas
Hämälä
，
Sirja
Viitala
bioRxiv
2026.09.28.755230；
DOI：
https://doi.org/10.64898/2026.09.28.755230
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泛基因组与转录组分析揭示燕麦 GDSL-酯酶/脂肪酶基因家族的广泛多样性及育种特征
Tuomas
Hämälä
，
Sirja
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bioRxiv
2026.09.28.755230；
DOI：
https://doi.org/10.64898/2026.09.28.755230
📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.09.28.755230v1?rss=1
🏷️ 燕麦泛基因组 GDSL酯酶/脂肪酶基因家族 转录组分析 结构变异 全基因组关联分析 作物育种选择