Leymus chinensis是歐亞草原上的優勢多年生草本植物，以其卓越的適應性和飼料質量而聞名。 儘管其生態和經濟價值日益得到認可，但基因組序列的丟失及其遺傳轉化的挑戰限制了其在基礎研究和野生植物改良中的關鍵應用。 發表於 PNAS （if=11.） on October 24， 20231）文章《在歐亞草原上佔主導地位的黑小麥草的基因組進化和初始育種》，考察了中國黑麥的未開發基因組序列和遺傳育種，揭示了該物種的雜多倍體化和基因組進化。
技術方法概述
本研究從中國東北的中華楠草草原採集野生枸杞，並基於Illumina、PacBio和HIC技術，篩選出根莖較強的個體植株（LC6-5）進行基因組組裝，並進行了基因組比較分析。 
主要結果
1. 中華乳桿菌基因組組裝與注釋
在這項研究中，LC6-5在單個植物中進行了基因組組裝，基因組大小約為785GB，N50 為 31849 MB，BSUCO 評估完整性為 985%（表1）。 重複序列共計 6 個89 GB，佔整個基因組的 87 GB76%，長末端重複反轉錄轉座子（LTR反轉錄轉座子）是重複類數量最多的，佔7065%。表1中華乳桿菌基因組的組裝和注釋
圖1 中華鯛的基因譜
2. 中華乳桿菌的基因組亞型和比較基因組分析
本研究進一步對中華乳桿菌基因組進行了單倍型分析，分為NS亞基因組和XM亞基因組兩個亞基因組（圖1D）。 系統發育和分子測年研究表明，NS亞基因組和XM亞基因組在大約16個區域79 mya預分化（圖2A）和約4多倍體化發生在18 MYA之前，導致異四倍體L. chinensis的形成（圖2A）。 共生分析表明，NS亞基因組和XM亞基因組在4號染色體和5號染色體上易位，與其他小麥品種的進一步共生分析證實，中華乳桿菌基因組的易位發生在NS亞基因組中。 此外，NS亞基因組比XM亞基因組具有更高的基因密度和Te含量以及進化速率（圖2E-G）。 
無花果中華枸杞基因組進化及四倍體事件
3. 轉座子參與基因組進化
LTR逆轉錄轉座子（主要是吉普賽和桫欏）是中華乳桿菌基因組中含量最高的轉座子，最後3個LTR插入被鑑定出來，吉普賽人插入數為043 MYA 和 151–1.84 mA 是雙峰的，Copia 插入為 065-0.72個MYA具有單峰分布（圖3C），並且存在於兩個亞基因組中。 本研究進一步分析了完整的LTR-RTS，旨在組織、關聯COPIA和吉普賽人的不同家族，以及它們在兩個亞基因組中的作用。 根據基於逆轉錄酶結構域的系統發育樹（圖3D），COPIA和GYPSY屬於兩個獨立的超家族，其中GYPSY包含六個主要分支，COPIA分別包含八個分支。 此外，在亞基因組的比較中，作者發現NS和XM之間家族的分布模式相似（圖3E），這為它們相似的基因組大小提供了解釋（NS為3,998 MB，XM為3,715 MB）。 
無花果羊草LTR逆轉錄轉座子在基因組中的擴增和進化分析
4.利用基因組編輯系統誘導中華乳桿菌基因組基因修飾
本研究建立了一項針對 L 的研究在杧木遺傳轉化體系中，選擇未成熟穗作為轉化材料。 由 l對中華氏葉、根、根莖和小穗進行小RNA測序，共鑑定出393個成熟的miRNA。 其中，38個miRNA家族在Mirbase的植物基因組中是保守的，而13個家族是單子葉植物特異性的（圖4B）。 在l在中華單子葉植物特有miRNA中，miR528在葉片中表達最多（圖4C），表明miR528可能在該物種中發揮重要作用。 研究人員還應用CRISPR Cas9技術成功獲得了MIR528的兩個敲除突變體。 對miR528的35個潛在靶基因進行轉錄組分析，結果證實了miR528對L的影響枸杞的分蘖具有負調控作用。
無花果使用基因組編輯系統誘導Leymus chinensis 基因組基因改造
總結
綜上所述，本研究為小麥植株的進化研究提供了寶貴的基因組資源，並提出了利用基因組資訊和基因組編輯加速改良具有多倍體和自親和特性的野生中華楞的概念框架。
引用。 genome evolution and initial breeding of the triticeae grass leymus chinensis dominating the eurasian steppe. pnas, 2023.