中国科学院遗传与发育生物学研究所梁承志研究员联合山西农科院乔治军研究员及华南农业大学王俊教授共同发表了题为“The Tartary Buckwheat Genome Provides Insights into Rutin Biosynthesis and Abiotic Stress Tolerance”的文章，该团队首次获得了苦荞高质量的参考基因组489.3 Mb序列，并注释了33366个蛋白编码基因。
该研究成果发表在《Molecular Plant》杂志上，山西农科院张丽君副研究员和梁承志研究组博士生李秀秀，工程师马滨、高强和博士生杜会龙为该论文共同第一作者。
苦荞是少有的药食两用作物之一，具有良好的经济价值和开发潜力。苦荞属于石竹目蓼科，起源于中国西南部，具有较高的耐铝、耐旱、耐寒等耐逆特性，适合于在高海拔干旱或土壤肥力不足的地区种植。苦荞籽粒具有很高的营养价值，蛋白含量高且富含人类不能合成的必需氨基酸，也含有多种维生素和矿物质，特别是苦荞种子含有大量的药用类黄酮化合物芦丁。苦荞面粉中由于不含有麸质蛋白，对于麸质敏感的人群是一种极佳的谷物替代品，近年来受到越来越多的欢迎。然而苦荞育种及加工存在瓶颈，限制了其产量的提高及大面积的种植推广。
本研究发现，苦荞在约六千万年前经历了一次最近的独立全基因组复制事件，由此导致了基因组中很多耐逆相关基因的扩增和保留。基于比较基因组学和转录组学的研究鉴定了编码芦丁代谢途径上各类酶的基因及调控这些基因表达的MYB类转录因子。此外，研究还发现苦荞中大量可能与植物耐铝、抗旱和耐寒相关的新基因，其产物包括一些转运蛋白以及相关的转录因子。本研究表明，苦荞耐受高水平非生物胁迫的能力很可能是由于参与信号转导、膜转运和基因转录调控等相关基因家族的扩增引起的。此研究有助于把苦荞变成为一个研究耐逆的模式植物。一直以来，苦荞杂交育种在生产实践中具有较高难度，其主要原因是其花器官太小（约2 mm）。此参考基因组的获得将有助于通过突变体筛选结合比较基因组研究来创制大花的苦荞，使杂交育种变成常规育种工作，从而尽快提高苦荞的产量，或是增加种子大小，使苦荞的加工变得容易，并消除苦荞的苦味因子（种子中的芦丁水解酶），从而促进苦荞产业的发展。
原文标题：The Tartary Buckwheat Genome Provides Insights into Rutin Biosynthesis and Abiotic Stress Tolerance
摘要：苦荞（Fagopyrum tataricum）是一种重要的假谷物作物，能很好地适应逆境环境。其无麸质籽粒含有完整的蛋白质，必需氨基酸组成均衡，并且是提供显著健康益处的有益植物化学物质的丰富来源。本文通过结合全基因组鸟枪法测序（Illumina短读长和单分子实时长读长）、大DNA插入fosmid文库的序列标签、Hi-C测序数据和BioNano基因组图谱，组装了一个高质量的染色体级别苦荞基因组序列，大小为489.3 Mb。基于表达证据，我们注释了33,366个高置信度蛋白编码基因。与甜菜基因组的基因组内比较揭示了苦荞谱系在从共同祖先分化后发生的一次独立全基因组复制，这在蔷薇类或菊类中并未共享。参考基因组有助于鉴定许多预测参与芦丁生物合成和调控、铝胁迫抗性以及干旱和冷胁迫响应的新基因。我们的数据表明，苦荞耐受高水平非生物胁迫的能力归因于参与信号转导、基因调控和膜转运的几个基因家族的扩增。这些基因组资源的可用性将有助于发现农艺和营养重要基因，并促进苦荞的遗传改良。