2026年2月2日，澳大利亚默多克大学Rajeev K. Varshney等人，在npj Science of Plants上发表了一篇题为From the genome to super-pangenome: a new paradigm for accelerated crop improvement的文章，系统综述了超泛基因组的概念、构建策略及其在作物改良中的应用潜力。超泛基因组通过将物种水平的泛基因组扩展至属级框架，有效降低单一参考基因组偏差，并能够全面揭示驱动胁迫适应和性状进化的结构变异、稀有等位基因及调控元件，有望在抗逆性、产量及品质改良中发挥重要作用。
超泛基因组构建及分类概述
超泛基因组的构建始于收集来源于不同地理区域的种质资源，包括栽培种、地方种及野生近缘种。通过对同一属内多个物种进行高质量基因组测序与比较分析，可系统发现大量结构变异(SVs)。依据基因在群体中的存在频率，这些基因可划分为核心基因组、分散基因组和私有基因组；相应地，属内基因亦可分为属级保守基因、属级可变基因及物种特异性基因。这一分类框架突破了单一物种的局限，能够全面捕获属内隐藏的遗传多样性，为阐明物种进化与适应机制提供新的视角。
利用超泛基因组促进作物改良的步骤
基于超泛基因组的作物改良流程包括六个核心步骤：首先，通过多平台高通量测序获取原始基因组数据以捕获结构变异和基因多样性；其次，解析群体间遗传多样性及进化适应关系；第三，提取结构变异、调控元件及功能基因信息，并整合形成性状相关变异目录；第四，构建超泛基因组核心工具箱，系统挖掘多物种间隐藏的遗传多样性；第五，利用该资源开展全基因组选择、单倍型辅助育种等基因组学辅助育种策略，加速目标性状改良；最后，培育具备高抗逆性、高抗病性及优良农艺性状的气候智慧型高产品种，实现作物快速改良与精准育种目标。
超泛基因组应用于研究和育种的关键价值和挑战
通过整合不同物种的泛基因组资源，超级泛基因组提供了全面的遗传数据集,通过超级泛基因组检测到的变异可以作为分子标记辅助育种中的分子标记，从而实现将优良性状从野生近缘种高效转移到栽培品种。尽管超泛基因组可揭示隐藏遗传变异，但其应用仍面临计算复杂度高、图基因组对齐难、功能注释不足、多倍体分析困难及高成本等问题。此外，需完善数据共享及生物安全等。
超泛基因组将泛基因组提升至属级，重新定义育种参考坐标系。通过整合野生种质、挖掘隐藏变异，它正加速培育气候智慧型(CSA)作物，为保障全球粮食安全提供关键支撑。
