一、问题：驯化代价与遗传多样性流失 番茄是全球最重要的果实类蔬菜作物之一。据联合国粮农组织统计，全球番茄年消费量超过1.8亿吨，中国以年产5000余万吨位居世界首位，产业年产值接近千亿美元。但高度商业化的背后，番茄正面临长期被低估的遗传风险。 番茄原产于南美安第斯山脉——野生种质资源丰富——具备突出的抗病、抗旱、耐盐等性状。数百年来的人工驯化与品种选育在提升果实品质和产量的同时，也带来了明显的遗传瓶颈——大量与抗逆有关的基因在驯化过程中逐渐流失，栽培品种的遗传多样性显著下降。在气候变化加剧、极端天气更频繁的背景下，如何从野生番茄种质中系统挖掘抗逆基因资源，已成为全球农业科研亟待突破的关键问题。 二、原因：参考基因组局限制约研究深度 长期以来，番茄基因组研究主要依赖2012年由14个国家300余位科学家联合完成的栽培番茄全基因组测序成果。这项工作为番茄分子育种奠定了基础，但受当时测序精度所限，基因组仍存在较多序列缺口，尤其是着丝粒、端粒等高度重复区域难以完整解析，结构变异信息也相对不足。 同时，现有研究多集中在单一或少数参考基因组，难以全面呈现番茄属不同物种间的遗传多样性。野生番茄种质中大量特有基因与功能变异，由于缺乏系统的比较基因组学框架，长期难以被识别和利用，也难以有效转化为育种中的可用资源。 三、突破：端粒到端粒超级泛基因组的构建 针对上述瓶颈，北京大学现代农业研究院联合潍坊现代农业山东省实验室的研究团队开展系统攻关，于2026年2月在影响因子29.0的国际顶级期刊发表研究成果，构建了迄今最为完整的番茄属级端粒到端粒超级泛基因组。 研究团队首先对236份番茄种质材料进行重测序，并整合58份已发表数据开展群体进化分析。在此基础上，结合系统发育关系与种质表型多态性，筛选15个野生品种和5个栽培品种，完成高质量端粒到端粒基因组组装，最终获得15个无缺口基因组和5个近无缺口基因组，实现对基因组全长序列的完整覆盖。 在着丝粒研究上，团队利用染色质免疫沉淀测序技术，首次绘制番茄泛着丝粒图谱，揭示着丝粒进化过程中的高度动态特征。研究发现，卫星序列的出现以及频繁的着丝粒重定位事件，共同推动了不同种质间着丝粒结构的显著分化，其中表观遗传机制起到关键调控作用。 在超级泛基因组构建上，研究团队整合20个新组装基因组与27个已发表基因组，建立覆盖核心基因、软核心基因、可变基因和特有基因的属级泛基因组体系，并深入构建用于植物免疫受体鉴定的泛NLR与泛RLK基因组数据库。进化分析显示，两个NLR基因簇在驯化过程中明显收缩，这可能是栽培番茄感病性上升的重要遗传因素，也为抗病基因功能鉴定提供了关键线索。 四、影响：结构变异图谱开辟精准育种新路径 研究团队进一步对294份番茄种质资源开展全基因组比对分析，鉴定出152,697个遗传结构变异，构建覆盖广、精度高的番茄遗传标记库。该成果系统呈现了野生番茄与栽培番茄之间的遗传差异全景，也为精准定位抗逆、抗病相关功能基因提供了可靠的数据基础。 从应用角度看，本研究建立的超级泛基因组平台可支持育种工作者更快从野生种质中筛选目标基因，缩短新品种培育周期，对提升作物在气候变化背景下的适应能力具有现实意义。 五、前景：基因组学赋能农业育种进入新阶段 此次研究标志着番茄基因组学从单一参考基因组研究迈入属级超级泛基因组阶段，研究的精度与覆盖范围均实现提升。随着端粒到端粒测序技术进一步成熟、成本持续下降，类似的超级泛基因组研究有望在水稻、小麦、玉米等主要作物中加速推进，为育种提供更完整、更可用的遗传资源基础。
番茄从野生近缘种走向全球餐桌，既是饮食文化演进的结果，也是作物驯化与改良不断“取舍”的过程。面对病虫害与极端环境的双重压力，育种目标正从追求更大更红转向追求更稳更强。以端粒到端粒超级泛基因组为代表的基础研究突破，正在将野生种质中的抗性信息转化为可精准利用的育种资源，为保障“菜篮子”供给、提升农业韧性提供更有力的科技支撑。