旋花科进化组长期关注番薯属遗传转化、基因组学研究以及生物信息学分析工作，集中于研究甘薯块根膨大机制、六倍体甘薯基因组组成和起源等，主要研究成果发表在Nature Plants，Nature Communications，Plant Science等学术期刊上。研究组长杨俊应Frontiers in Plant Science杂志邀请作为客座副主编组织Genetics and Genomics of Polyploid Plants研究专题。

1 建立和优化了高效的甘薯遗传转化体系用于研究块根形成机理

研究团队建立了以胚性悬浮细胞系为受体、经根癌农杆菌介导的高效甘薯遗传转化体系，完成了多个优良品种的转基因操作，并对甘薯遗传转化的几个关键步骤进行了优化，包括选择适宜的抑菌剂和筛选剂及其最佳使用浓度。相关研究工作表明在甘薯中淀粉分支酶，尤其是淀粉分支酶II，是淀粉合成和产量形成的关键基因；RNA干扰GBSSI及SBE的表达是创制糯性及高直链淀粉的有效策略。新型糯性或高直链淀粉在造纸、纺织、胶黏剂、淀粉塑料等工业中应用潜力巨大，也是研究淀粉粒结构和形态建成理想的材料。优化的遗传转化体系和建立的高通量直链淀粉含量预测近红外分析模型为甘薯育种研发提供了技术支撑，促进了甘薯产业在我国粮食安全和可持续发展中发挥更大的作用。

2 完成六倍体甘薯基因组测序回溯甘薯物种起源历史

我国甘薯产量巨大，但是复杂的遗传背景一直以来是制约甘薯研究的瓶颈，甘薯起源问题悬而未决。甘薯基因组共有约4.4亿个碱基对，单组大小在700M到800M之间。虽然近年来高通量测序技术日新月异，但解析多倍体基因组仍然面临着巨大的障碍。

中科院上海辰山植物科学研究中心和中科院上海植物生理生态研究所共同发起“国际甘薯基因组计划”，联合德国马普学会分子遗传研究所和分子植物生理研究所共同开展研究。研究团队发挥多边合作优势，历时1年半，攻克了多倍体基因组组装的世界性难题，采用Illumina测序技术，自主开发了一套全新的多倍体单倍型化分析软件，成功地绘制了甘薯基因组的精细图，揭示了这一重要作物的物种起源历史。

该研究不仅将绝大部分基因组序列定位到对应染色体上，还通过全新生物信息学方法，将六倍体的六组染色体分开，从而揭示了在甘薯的90条染色体中，有30条染色体来源于其二倍体祖先种，另外60条染色体来源于其四倍体祖先种；约50万年前，二倍体祖先种和四倍体祖先种之间的一次种间杂交孕育了今天的重要作物。这一发现破解了甘薯起源的谜题，为合理利用甘薯近源野生种提供了崭新的思路。同时，相关研究成果为其它复杂多倍体基因组测序提供了完善可靠的策略与技术，将大力推动资源植物功能基因组学研究的进程。

3 建立了旋花科基因组研究全球协作网络和番薯属基因组数据库

旋花科植物多样性非常丰富，甘薯、牵牛花、菟丝子、空心菜都是旋花科植物，它们分属农作物、观赏植物、中草药以及蔬菜。旋花科进化组发起的“旋花科植物基因组计划”，旨在与全球科学家一道，利用“旋花科植物基因组计划”获得的基因组数据揭示旋花科的演化历程，同时选育出更好的作物品种。目前，研究团队已经建立了“番薯属基因组数据库”网站，逐步公布测序结果，供全球同行使用。该网站的服务器目前有两个，一个位于我国华北地区，一个位于德国马普。预计在未来的5到10年内，研究团队将测序旋花科所有已知的1608种植物的基因组。届时，旋花科或将成为植物界首个被完全测序的“科”。依据这一整个“科”所有植物的基因组信息，有望揭开植物生物多样性的更多秘密，为农林育种提供帮助。

洪堡学者 
卫志明青年创新奖 
泰安市科技进步一等奖 
山东省农业科学院科技开发成果奖 
Prosper.Net-Scopus青年科学家奖

无

• 杨俊，1982年生，博士，副研究员，洪堡学者，中国科学院青年创新促进会成员。2011年中国科学院博士毕业，获优秀毕业生称号。2013年接受德国洪堡基金会（Alexander von Humboldt Stiftung）邀请前往柏林马普分子遗传所从事独立研究，主攻多倍体基因组组装难题。2016年初正式加入上海辰山植物园，并开始组建旋花科进化研究组。近年先后参加了科技部国际合作专项以及自然科学基金青年项目的研究工作，建立和优化了高效甘薯遗传转化体系用于研究块根形成机理，完成了六倍体甘薯基因组测序，建立了旋花科基因组研究全球协作网络和番薯属基因组数据库。

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