苜蓿是一种多年生草本植物，自古希腊和罗马时代就开始种植。由于其营养高、高产和适应性强的特点，它是世界上最重要的牧草种类之一。苜蓿种植在80多个国家，覆盖面积超过万公顷。它是美国仅次于玉米，大豆和小麦的第三大最有价值作物和第四大广泛种植农作物。在过去的50年中，牲畜产量的快速增长也大大增加了发展中国家（例如中国）对苜蓿的需求。苜蓿种植除了具有很高的饲料价值外，对于改善适当地区的土壤也很重要。因此，苜蓿是具有商业价值的作物。

然而，苜蓿是自交不亲和的异花授粉四倍体（2n=4×=32）植物，二价配对是随机的，不是优先选择的，从而形成了非常复杂的基因组，阻碍破译。紫花苜蓿的遗传和基因组先前的探索主要依靠其近亲，已测序的二倍体苜蓿（2n=2×=16=Mb）。但是，由于它们是不同的物种且具有不同的基因组，因此该方法存在局限性。同源多倍体基因组的组装由于其亚基因组的高度相似性和基因组较大而较为困难。迄今为止，仅报道了五种植物的同源多倍体基因组。在这五种中，只有甘蔗甜根子草基因组使用Hi-C数据从头装配到染色体水平，而甘薯基因组则基于与近缘物种同构的伪染色体。此外，在两种情况下，N50重叠群的大小都相对较小（分别为45和5.6kb）。

如果可以将有益的突变，尤其是隐性突变轻松地整合到新品种中，则可以加快栽培苜蓿的改良。自然诱导的突变是随机发生的，效率低下，因此通过传统的表型选择获得同源四倍体栽培苜蓿的突变体具有挑战性。然而，CRISPR/Cas9技术已成功应用于同时编辑多个等位基因并创建各种多倍体植物的突变体，例如六倍体面包小麦和四倍体硬质小麦，异源六倍体亚麻荠和异源四倍体棉花。CRISPR/Cas9还可以避免将突变引入同源四倍体栽培苜蓿的内在困难。但是目前没有报道使用CRISPR/Cas9对该物种进行突变。

年5月20日，国际知名综合学术期刊NatureCommunications杂志发表了中国科学院昆明动物研究所等机构合作的题为“Allele-awarechromosome-levelgenomeassemblyandefficienttransgene-freegenomeeditingfortheautotetraploidcultivatedalfalfa”文章，发表了紫花苜蓿高质量基因组及其基因编辑育种体系的相关成果。他们应用PacBioCCS和Hi-C技术来为栽培苜蓿生成感知等位基因的染色体级基因组装配体。在这种基因组组装的基础上，还开发了一种有效的基于CRISPR/Cas9的基因组编辑方案，用于创建具有清晰表型的无效突变体。而且，突变的等位基因和表型可以以无转基因的方式稳定地遗传，这可以促进栽培苜蓿的商业育种。

摘要

前言：Artificially(人为的)improvingtraitsofcultivatedalfalfa(MedicagosativaL.),oneofthemostimportantforage(饲料)crops,ischallengingduetothelackofareferencegenomeandanefficientgenomeeditingprotocol,whichmainlyresultfromitsautotetraploidy(四倍体)andself-in