近日，园林学院菊花团队在Nature Plants (中科院一区Top, IF=15.00)在线发表题为“The origin and domestication of modern cultivated Chrysanthemum × morifolium”的研究论文。该研究成功解析了六倍体栽培菊花的复杂基因组结构，系统阐明了现代栽培菊花的起源与驯化演化历程，明确了参与现代栽培菊花形成的核心祖先种，鉴定出调控菊花株型、花型等核心观赏性状的关键遗传位点与功能基因，为菊属种质资源创新利用与菊花分子精准育种筑牢理论根基。同期， Nature Plants刊发题为“Chrysanthemum genomics reveals the origin and domestication of modern cultivated chrysanthemums”的研究简报，高度认可其重要的科学价值与学术意义，并对该成果进行重点推介。
菊花是全球主流商品花卉，位列世界四大切花之一。长期以来，菊花育种改良工作始终受制于两大核心科学难题：一是六倍体栽培菊花基因组结构复杂、组装难度极大，始终未能实现精准破译；二是现代栽培菊花的起源与演化完整历程缺乏系统佐证，属于学界长期未解的科学谜题。
针对上述科研瓶颈，研究团队首先开展了系统性的全球菊属种质资源收集、鉴定与评价工作。在此基础上，选取切花菊市场主流品种、菊花基础研究模式品种‘Jinba’（’‘马’，2n=6x=54）为核心研究材料。针对六倍体栽培菊花节段异源多倍体、六体遗传特性导致的同源序列区分困难、基因组组装难度大等技术痛点，团队整合多组学联合测序、基于 K -mer的祖先识别辅助组装等多种组装策略，攻克了六倍体菊花基因组组装关键技术难题，成功构建栽培菊花‘神马’高质量单倍型基因组，填补了六倍体栽培菊花单倍型基因组空白。
图1 ‘神马’单倍型基因组特征
为厘清栽培菊花起源与演化这一科学谜题，研究团队依托丰富的种质资源评价数据，对147份代表性菊属野生种与栽培种开展深度重测序，构建了目前覆盖范围最全面、样本代表性最突出的菊属基因组数据集。针对现代栽培菊花群体结构复杂、遗传组成多样的研究难点，团队整合主成分分析、系统发育分析、群体结构分析等多维度解析手段，系统解析了菊属群体遗传结构及分化特征；并借助基因流分析，深入揭示了野生类群、栽培类群间广泛且复杂的基因交流模式。
图2 147份菊属野生及栽培种质资源的群体结构
针对现代栽培菊花起源野生种不明确的核心问题，团队结合不同野生种对栽培种的遗传贡献度分析、‘神马’菊花染色体来源溯源分析，量化明确了各野生种对现代栽培菊花形成的遗传贡献，证实野菊（ C. indicum ）是塑造现代栽培菊花的核心祖先种，同时佐证中日两国的菊属野生种质资源均对现代栽培菊花的形成与演化起到关键作用。针对菊花从野生种性状单一到栽培种性状丰富多样的驯化分子机制不明的问题，团队进一步挖掘现代栽培菊花的驯化与人工选择信号，结合全基因组关联分析（GWAS），精准鉴定出调控菊花株型、花色、花型等核心农艺性状的关键遗传位点及功能基因。
图3 野生种对栽培品种‘神马’染色体的遗传贡献及核心农艺性状相关关键位点与功能基因
针对栽培菊花的起源地与全球扩散路径争议，团队整合本次研究成果与已有学界研究证据，提出了菊花起源与扩散的推断性假说：中国长江、黄河中下游及秦岭山脉东段一带形成的区域是栽培菊花的一个重要起源中心，原始栽培菊花自此分别沿长江、黄河流域向华南、华北地区扩散传播。随后，栽培菊花传入日本，融合当地野生菊属种质，形成全新的种质多样性中心；引入欧洲后，经持续人工育种改良，培育出切花菊类群。历经全球范围内的引种传播、种质融合与定向选育，最终形成了如今品类丰富、性状多样的现代栽培菊花类群。
图4 栽培菊花推断的起源中心与传播路径
自20世纪60年代起，我国园艺学泰斗、OB体育（中国）官方网站-OBSPORTS陈俊愉院士率先开启菊花起源系统性研究，带领团队聚焦早期家菊起源核心科学问题开展长期攻关。历经半个多世纪的持续深耕，团队整合种质引种评价、形态分类、人工远缘杂交、细胞学鉴定、分子标记分析等多维度研究证据，提出了“菊花为栽培杂种复合体、属高度远缘杂交起源人工物种”等一系列原创性学术观点，并于2012年出版专著《菊花起源》，奠定了菊花起源研究的理论基础。此后，OB体育（中国）官方网站-OBSPORTS菊花团队持续聚焦栽培菊花起源演化核心命题，重点攻关现代栽培菊花的起源机制与驯化历程。本次研究成果是对该系列科学研究的接续深化、创新拓展与全新系统阐释。
本研究由OB体育（中国）官方网站-OBSPORTS联合华大研究院合作完成。OB体育（中国）官方网站-OBSPORTS园林学院袁存权副教授、博士生丛天慈、孙婷婷，华大研究院张睿博士、刘雅琳博士、李春华博士为论文共同第一作者；OB体育（中国）官方网站-OBSPORTS园林学院程堂仁教授、郑唐春教授、张启翔教授，华大研究院张和研究员、范广益研究员为论文共同通讯作者。该研究获得国家重点研发计划、中央高校基本科研业务费专项基金、国家自然科学基金等多项科研项目资助。
文章链接：https://www.nature.com/articles/s41477-026-02366-w
研究简报链接：https://www.nature.com/articles/s41477-026-02365-x
