紫花苜蓿，被誉为“牧草之王”，是全球种植广泛的饲草作物，以其高蛋白、高产草量及丰富的维生素和矿物质含量而备受推崇。此外，它还能通过根瘤固氮，改善土壤肥力，减少化肥使用，提高后续作物的产量。在盐碱地种植紫花苜蓿，还能有效降低土壤盐碱含量。然而，由于其复杂的四倍体遗传特性和丰富的遗传变异，精确定位与农艺性状相关基因一直是个难题。
《自然·遗传学》发表页面截图 （中国农业科学院北京畜牧兽医研究所 供图）
为了攻克这一难题，杨青川团队历经八年努力，从全球200多份紫花苜蓿种质资源中精心筛选出24份代表性材料。利用先进的三代测序技术，团队成功组装了这些材料的单倍型基因组，并发现了约43万个结构变异。基于这些数据，团队构建了紫花苜蓿的泛基因组，共鉴定出约5.4万个非冗余基因家族。
通过深入分析，团队发现了一系列与耐盐和饲用品质等关键农艺性状相关的结构变异和候选基因。特别是微管相关蛋白基因MsMAP65和赤霉素合成关键基因MsGA3ox1的发现，为紫花苜蓿的耐盐性和品质改良提供了新的靶点。
MsGA3ox1 基因调控紫花苜蓿茎叶比 （中国农业科学院北京畜牧兽医研究所 供图）
此外，团队还利用泛基因组筛选的标记对紫花苜蓿的多个农艺性状进行了基因组选择分析。结果显示，结构变异在预测复杂性状方面优于单核苷酸多态性，为紫花苜蓿的分子育种提供了新的思路。
这一科研突破是杨青川团队多年来在紫花苜蓿功能基因组学研究领域的又一重要成果。它不仅揭示了紫花苜蓿丰富的遗传多样性，还为紫花苜蓿的遗传改良提供了有力的理论支持。据悉，该研究得到了国家牧草产业技术体系、农业生物育种国家科技重大专项等多个项目的联合资助。