茄科包含马铃薯、番茄、辣椒、茄子、烟草和矮牵牛等多种重要的农作物。从生物学研究来说,茄科植物既有广泛的分布和多样的表型,又有着相对保守的基因组,从而成为揭示生物适应性与多样性的模式系统之一。为了深刻认识茄科植物的遗传机理,推动相关的生物科学及农业科学的研究,茄科植物中的模式植物番茄和最具经济地位的马铃薯,分别被两个国际合作基因组计划:国际茄科基因组项目(Solanaceae Genome Project: SOL)和马铃薯基因组项目(Potato Genome Sequencing Consortium: PGSC)开展基因组测序。中国是番茄和马铃薯两个基因组项目的参与国,中国农科院蔬菜花卉研究所承担番茄染色体XI和马铃薯染色体X,XI的测序工作。根据国际马铃薯基因组测序项目提供的BAC文库,FPC(Finger-printed-contigs)物理图谱,超高密度遗传图谱(Ultra High Density map: UHD)及物理-遗传图谱整合数据,我们首批挑选了11个种子BAC并进行测序,顺利启动了中国马铃薯基因组测序项目。根据对这些BAC序列的属性统计、基因注释、电子定位等分析,我们挑选了更多批次的种子BAC,并结合BAC末端数据进行了延伸。与马铃薯类似,中国番茄基因组测序项目也顺利启动,挑选了种子BAC并进行了延伸。在这两个项目的执行过程中,我们建立了BAC挑选、验证、测序、质量控制、序列组装、数据整合、信息分析等一系列完整的系统。由于番茄和马铃薯基因组已被证明具有很高的的共线性,我们还尝试利用比较测序的方法对番茄和马铃薯染色体XI进行测序,结果证明比较测序在这两个亲缘关系相近的基因组测序中是一种行之有效的方法。利用比较测序挑选的种子BAC经荧光原位杂交(Fluorescence In Situ Hybridization:FISH)分析,被证明来自目标染色体相应区域,根据这个结果可以挑选更多种子BAC,弥补了单个项目中锚定BAC数目不足的缺点。利用双方已测得的BAC序列与BAC末端序列数据库对比,根据BAC末端在对方BAC上的分布,完善了物理图谱。另外,两个同源区域的BAC同时测序时,还相互利用对方的序列来促进序列组装,加快测序后期工作的完成。在所测BAC中,有9对分别来自番茄和马铃薯的BAC被证明来自同源位点。对这些成对同源BAC同源区域的比较基因组学分析发现,两个基因组在染色体不同区域有不同程度的序列一致性。一般而言远离着丝粒的区域序列一致性较高,而靠近着丝粒区域则序列差异较大,但总体来说所测番茄和马铃薯BAC同源区域的序列一致性较高,主要分布在80-95%之间。番茄和马铃薯同源BAC序列的比较分析,为今后以番茄和马铃薯基因组为参考来促进其它茄科植物的研究作出了有益的探索。对马铃薯测序材料RH染色体XI的长臂末端的序列进行分析发现,该区域有一个抗病基因簇,分布了丰富的抗病基因类似序列,该位点与马铃薯SH抗晚疫病基因R3a所在位点同源,并对应于番茄相应位点的I2C抗病基因家族。将此位点的BAC测序结果与SH相应位点的序列比较,揭示了R基因丰富区域的序列特征。更进一步的研究发现,本区域富集了大量的R基因的同时还有着丰富的转座子,该结果有望更深层次地揭示R基因簇的进化特征。番茄基因组常染色质区域和马铃薯全基因组DNA序列图的绘制,在基础科学和农业应用上都将产生巨大的影响。中国参与这两大基因组项目,不仅提供了国际平台来提高我国的茄科研究水平,也将促进我国茄科作物的遗传育种。