近日，由河北农业大学园艺学院赵建军教授（现任河北农业大学校长）领衔，联合国内外顶尖科研机构完成的重磅研究成果，以题为 “Gapless pangenome analyses reveal fast Brassica rapa subspeciation”的研究论文，发表于国际顶级学术期刊《Science》。这标志着河北农业大学及园艺学院实现了在该顶刊发表论文的历史性零的突破，是我院在园艺植物基因组学与进化生物学前沿基础研究领域取得的里程碑式成就。

直面世纪谜题，我院团队交出“中国答卷”

本研究以白菜（Brassica rapa）这一演化速度惊人的作物为模型，从基因组、泛基因组及泛遗传学多重维度，系统揭示了被子植物快速适应与分化的核心遗传机制。团队将这一宏大的科学命题，成功锚定于可观测、可解析的微观基因组演化框架内，为破解达尔文谜题提供了关键且具象的“中国方案”。

绘制生命“完整地图”，树立研究新标杆

为绘制前所未有的精细白菜基因组图谱，我院研究团队付出了长达数年的不懈努力。通过对1720份涵盖不同亚种的白菜资源进行深度重测序，并精选11份代表性材料，综合利用PacBio HiFi、Nanopore超长读长、Hi-C等测序技术，成功组装出覆盖全部端粒和110个完整（泛）着丝粒的“端粒到端粒”（T2T）无间隙（0 gap）基因组。在此基础上，结合已公开数据，构建了迄今最全面、最完整的白菜泛基因组，共挖掘出6992个新基因。这套高质量的“基因组百科全书”，为在群体尺度上精细解析白菜的遗传多样性及演化规律，奠定了无可替代的资源基石，被审稿人誉为 “树立了群体基因组学研究的新标杆” 。

揭开快速演化的“基因组引擎”

研究的核心突破在于首次系统阐明白菜亚种得以快速分化的内在驱动力。团队通过自主研发白菜CENH3特异抗体并进行ChIP-seq实验，在国际上首次完整绘制出白菜所有10条染色体上的110个（泛）着丝粒结构图谱，并发现了5种全新的白菜特有着丝粒卫星重复序列。基于此，团队以泛基因组为框架，构建了覆盖31份材料的全基因组结构变异（SV）图谱，鉴定出超过27万条SVs，绘制出精细的“基因组结构变异地图”。

基于海量数据，团队原创性地提出了驱动白菜快速演化的“SV–亚种特异基因–着丝粒模块”三元协同模型：广泛存在的结构变异与亚种特异基因共同决定了丰富的表型多样性，而着丝粒的模块化动态重塑则在维持基因组稳定的同时，为创新变异提供了“安全试验场”。三者如同精密的“基因组发动机”，协同驱动白菜在短时间内爆发式地形成众多栽培亚种。这一发现从根本上解释了白菜，乃至芸薹属植物适应性快速进化的遗传奥秘。

锁定叶球形成的“总开关”，赋能分子设计育种

研究不仅回答了基础科学问题，更直接服务于育种实践。利用1720份材料进行基于多类型变异的pan-GWAS分析，团队成功将控制大白菜核心商品性状——叶球形成的遗传位点，精准锁定在A07染色体上的基因 BrLH1。功能验证表明，BrLH1是调控叶球形成的关键基因。它通过编码一个多C2结构域跨膜蛋白，与受体激酶等互作，精确调控叶片生长方向与空间排列，最终塑造出紧实的叶球。这一“开关”的发现，为未来大白菜结球性状的分子设计育种提供了最关键的靶点基因。

学界高度赞誉，确立里程碑地位

该研究获得了《Science》审稿人的一致高度评价，被认为是 “芸薹属基因组研究领域一次里程碑式的飞跃”，其构建的资源体系 “将成为整个领域的重要基石”，对理解植物基因组演化与作物表型多样性具有深远影响。

本项里程碑研究由河北农业大学园艺学院主导完成。我院赵建军教授、马卫教授、洪益国教授与河南省农科院蔬菜研究所原玉香研究员、根特大学Yves Van de Peer教授共同担任论文通讯作者。我院马卫教授、刘远铭副教授、张晓孟副教授联合河南省农科院蔬菜研究所魏小春研究员、沈阳农业大学李晓楠教授等作为共同第一作者，贡献了核心智力与实验工作。我院申书兴教授等在研究中给予了重要指导。项目得到了国家自然科学基金、河北省自然科学基金等资助。

此项成果的发表，是河北农业大学园艺学院坚持面向世界科技前沿、取得重大原始创新能力的集中体现，显著提升了我校在国际植物科学领域的学术影响力与话语权，也为我国抢占园艺植物演化与育种基础研究的制高点作出了突出贡献。