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[中國科學報]世界首個野生梨基因組圖譜組裝成功

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  8月1日,國際植物學領域權威期刊《植物生物技術雜志》(Plant Biotechnology Journal)在線發表世界首個野生梨高質量基因組圖譜。該研究成果由中國農業科學院果樹研究所研究員曹玉芬團隊和中國科學院遺傳與發育生物學研究所研究員田志喜團隊等合作完成。

  科研人員以山西杜梨為材料,結合PacBio三代測序、Bionano光學圖譜、Hi-C技術,組裝了高質量的杜梨參考基因組序列,是我國在梨基因組學研究領域又一重大研究進展。

  論文第一作者、果樹研究所董星光博士介紹,杜梨基因組組裝大小為532.7Mb,contig N50為1.57Mb,共有59,552個蛋白質編碼基因和247.4Mb重復序列被注釋,通過BUSCO對基因組完整性進行評估,完整性達到95.9%。

  杜梨擴張基因在次生代謝通路中顯著富集,可能進而影響杜梨較強的逆境適應性。同源基因比對分析結果顯示,馴化過程中,東方梨的果實大小、糖代謝和轉運,以及光合效率受到正向選擇。杜梨基因組中總共鑒定出573個NBS類型抗病基因,其中150個是TNL型抗病基因,在已發表的薔薇科基因組中數量最多,解釋了杜梨作為野生種的強抗病性。

  論文共同通訊作者曹玉芬告訴《中國科學報》,在馴化過程中,梨屬植物果實的酸澀味逐漸消失。研究發現,杜梨原花青素合成結構基因拷貝數顯著多于白梨,影響了原花青素的積累。同時,花青素還原酶(ANR)代謝途徑是原花青素合成的唯一途徑,山梨醇轉運蛋白(SOT)跨膜轉運可能是影響可溶性有機物質積累的主要因素。

  曹玉芬說,該基因組的公布豐富了梨屬植物基因組信息,同時將為梨基因組研究、功能基因挖掘、梨屬植物馴化以及野生資源利用提供重要保障。

  相關論文信息:https://doi.org/10.1111/pbi.13226

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