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成都生物所在工业作物瓜尔豆基因组研究获进展
发表日期: 2024-05-22 作者: 李彩侠 文章来源:
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?近日,欧洲杯竞猜马欣荣研究员团队在国际老牌一区TOP期刊《Industrial Crops and Products》(2024, 216:118748)上发表题为“Leguminous industrial crop guar (Cyamopsis tetragonoloba): the chromosome-level reference genome de novo assembly”的研究成果,报道了高质量瓜尔豆染色体级别从头组装参考基因组。

?瓜尔豆(Cyamopsis tetragonoloba L. Taub.),一年生严格短日照豆科草本植物,从种子胚乳中提取的瓜尔胶(主要成分为半乳甘露聚糖)是一种具有极高的经济利用价值的工业原料,广泛应用于食品、美妆、医药、能源等领域。尽管瓜尔豆基因组信息已有报道,但至今仍未有参考级别基因组公布。高质量参考基因组的缺失,严重制约了新种质创制,亟需解析遗传信息。

?本研究结合PacBio 三代测序、Illumina 二代测序及 Hi-C等技术,完成了瓜尔豆染色体水平高质量参考基因组 CteV1.0组装。瓜尔豆共有14条染色体(2n=14),单倍型基因组大小为482.45 Mb,scaffold N50 为 62.64 Mb,LTR组装指数(LAI)11.09,BUSCO 评估基因组完整性 98.45%,CEGMA 评估基因组完整性 99.34%,组装完成度及质量高。通过 Hi-C 辅助组装和人工调整,99.07%(477.96 Mb/482.45 Mb)的基因组数据被锚定到 7 条染色体上,共有 31251 个基因(31251/31867,98.07%)被注释。瓜尔豆共有357个特有基因家族,主要集中在次生代谢物质(半乳甘露聚糖)、光周期适应等方面;此外有309 个基因家族收缩, 559 个扩张。

?前期,我们完成了对瓜尔豆光周期响应相关候选基因的筛。竦昧藀hyA、GI、ELF3、TOC1、NF-Y、GATA、GA20ox和GA3ox等多个促进开花基因,以及PRR、FLC、SVP、COL16和B3等抑制开花的基因(https://doi.org/10.1016/ j.indcrop.2023.117148)。本研究进一步比较了瓜尔豆与其他相关的短日照(绿豆、赤豆、豇豆、大豆)和长日照(蒺藜苜蓿、红车轴草、白羽扇豆、鹰嘴豆)等物种在基因组尺度上的光周期差异特征,表明瓜尔豆与短日照豆科植物基因家族拷贝具有高度相似性。本研究提供的高质量基因组信息,为瓜尔豆基因功能、光周期适应性、独特性状解析,以及为光不敏感新种质创制提供重要理论支撑。

?本研究由成都生物研究所所长基金(Y9B4010001)支持。本论文马欣荣研究员和李彩侠博士为通讯作者,2022级博士研究生李季晗为第一作者。

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论文图表摘要


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