芸薹属(Brassica)属于十字花目(Brassicales)十字花科(Brassicaceae),约含40多个种,是十字花科中最为重要的一个属。芸薹属内包含许多重要的油料、蔬菜及饲料作物,典型的代表有白菜、甘蓝及油菜等。比较基因组学是一门新兴的学科,主要是指不同物种之间利用共同的标记构建图谱或比较不同物种基因组相应部分(或全部)区域分析它们之间的结构关系、基因数目、相对位置等,以揭示不同物种之间基因组结构的异同。之前关于芸薹属比较基因组学的分析更多的集中在比较遗传作图以及部分基因组片段序列的比较研究上,全基因组水平上的分析还较少,影响了研究者对芸薹属起源进化的深入理解,因此,亟需对这方面的研究分析。本研究基于“国际白菜基因组测序计划”及“中澳甘蓝基因组测序项目”测序所得的白菜及甘蓝全基因组序列与拟南芥全基因组序列进行比较,并进行系统深入的共线性分析研究。以期揭示白菜、甘蓝基因组染色体结构特征及与拟南芥基因组的异同,为进一步分析白菜、甘蓝基因组进化演化过程提供理论基础。本研究获得了以下主要结果:1.通过已发表的遗传图谱(VCS_DH、JWF3P及CK_DH)及本实验室以Indel标记为骨架构建的RCZ16_DH遗传图谱来锚定白菜基因组Scaffold序列至10条染色体上。得到了如下结果:VCS_DH图谱共354个标记,锚定84个Scaffold,总长度171Mb;JWF3P图谱共498个标记,锚定97个Scaffold,总长度185Mb;CK_DH图谱共719个标记,锚定91个Scaffold,总长度175Mb;RCZ16_DH图谱共507个标记,锚定152个Scaffold,总长度235Mb,四张图谱总计锚定183个Scaffold、252Mb的序列到白菜10条染色体上,占基因组总长度的89%,Scaffold在染色体上的顺序及方向同时也通过遗传图谱综合分析确定,并基于此顺序构建了白菜的假染色体。2.利用锚定的白菜基因组与拟南芥基因组进行注释基因的比较,分析基因间的共线性关系,找到白菜与拟南芥之间的共线性区域。得到了如下结果:白菜与拟南芥相比,经历了一个三倍化的过程,拟南芥中的一个保守区段能够在白菜中找到3个甚至更多个复制;白菜中保守区段更倾向于与“祖先种”相似,拟南芥相对来说有很多新的重组,在拟南芥中出现了一些新的保守区段的边界;与之前关于白菜保守区段的分析相比,我们在白菜基因组中发现了更多的新的保守区段,比如A01染色体上的D block、A03上的M block、Q block及X block等等。白菜与拟南芥共线性分析结果有利地支持了白菜起源于六倍体祖先的假设。3.利用锚定的甘蓝基因组与拟南芥基因组、白菜基因组进行注释基因的比较,分析基因间的共线性关系,找到甘蓝与拟南芥、白菜之间的共线性区域。得到了如下结果:甘蓝与拟南芥相比,同样经历了一个三倍化的过程,拟南芥中的一个保守区段能够在甘蓝中找到3个甚至更多个复制,这些发现有利地支持了甘蓝起源于六倍体祖先的假设;甘蓝与白菜相比,部分染色体的结构与白菜类似,自与白菜分开进化之后未发生大的结构变化,另一部分染色体结构与白菜相比却发生了大的变化,与甘蓝中的染色体的融合重排有关。