3月31日，生物所申飞团队与江苏省农业科学院休闲农业研究所李乾中团队，华中农业大学金双侠团队等合作，在植物基因组学权威期刊《Genome Biology》（中科院一区Top期刊）在线发表了题为"The pan-genome provides insights into evolutionary dynamics and fatty acid metabolism in Aceraceae family"的研究论文。该研究首次构建了槭树科（Aceraceae）图形化泛基因组，系统解析了槭树科物种的演化动态与脂肪酸代谢的遗传基础，鉴定了调控神经酸生物合成的关键基因，为神经酸功能油脂的定向育种及工业化开发提供了重要理论依据。

图1 槭树科图形化泛基因组构建

槭树科植物（枫树）在生态、园林观赏及经济利用等方面具有重要价值，其种子富含多种不饱和脂肪酸，尤其是神经酸（Nervonic acid，C24:1）。神经酸是人体神经髓鞘的重要组成成分，在神经系统发育与修复、抑郁症及精神分裂症等神经系统疾病的预防和辅助治疗中具有重要潜力。然而，槭树科物种的遗传变异规律、演化历史及脂肪酸代谢的分子机制长期以来尚不清晰，制约了相关种质资源的深度开发利用。本次研究针对上述问题取得了以下重要突破：

第一，构建了高质量槭树科泛基因组。研究团队对13个槭树科物种进行了基因组组装，构建了图形化泛基因组，系统揭示了长末端重复序列逆转录转座子（LTR retrotransposons）驱动的槭树科基因组演化动态，为深入理解该科植物多样性的遗传基础提供了重要资源。

第二，开展了大规模群体基因组与全基因组关联分析。研究对134份栽培日本红枫（Acer palmatum）品种进行了重测序，通过全基因组关联分析（GWAS）鉴定了2,160个与10个脂肪酸性状显著关联的单核苷酸多态性位点（SNPs），并挖掘出超过百万个（1,064,183个）影响脂肪酸积累的结构变异位点，为脂肪酸遗传改良提供了丰富的变异资源。

第三，鉴定了神经酸生物合成关键基因并完成功能验证。通过多组学整合分析，研究鉴定了ActKCS为调控神经酸生物合成的核心候选基因。在拟南芥和油菜中过表达ActKCS后，种子中神经酸含量分别提升了0.05%~0.12%和0.25%~1.05%，验证了其功能。同时，研究发现转录因子ActMYB95能够直接调控ActKCS的表达，揭示了"转录因子–关键酶基因"神经酸合成调控的分子路径。

上述研究成果不仅深化了对槭树科植物脂肪酸生物合成遗传与分子机制的认识，也为神经酸富集油脂的可持续生产及神经疾病相关功能食品、生物工业原料的开发提供了基因资源与理论支撑。

生物所申飞博士与江苏省农业科学院李乾中研究员、华中农业大学金双侠教授为论文共同通讯作者；生物所王田超博士参与了生物信息学分析工作。论文共同第一作者为江苏省农业科学院马秋月副研究员、李树顺博士及华中农业大学徐中平博士。此外，南京林业大学、安徽省农业科学院、西北农林科技大学等单位研究人员参与了该项研究。该研究受到国家重点研发计划（2022YFD2200401）和国家自然科学基金（32471929）的资助。

全文链接：https://link.springer.com/article/10.1186/s13059-026-04058-2