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近日,南京農(nóng)業(yè)大學(xué)草莓研究團(tuán)隊(duì)與海南大學(xué)熱帶作物研究團(tuán)隊(duì)利用超長ONT、PacBio HIFI測序技術(shù)組裝得到森林草莓完整基因組,對其進(jìn)行后續(xù)注釋、分析,并構(gòu)建了染色體核型演化模型,探究了八倍體草莓的祖先二倍體。相關(guān)研究近日在線發(fā)表于《園藝研究》。
草莓是薔薇科植物,在世界范圍內(nèi)被廣泛栽植。草莓約有25個(gè)種,倍性十分豐富,從二倍體到十倍體均有。森林草莓作為草莓二倍體模式種,有很大的研究價(jià)值。2018年GigaScience發(fā)表了利用PacBio SMRT三代測序技術(shù)組裝的第四版本森林草莓基因組(v4.0)。2019年,華中農(nóng)業(yè)大學(xué)在《園藝研究》發(fā)表了森林草莓v4.0重注釋的新版本v4.0a2,極大促進(jìn)了草莓和其他薔薇科植物的基因組學(xué)、分子生物學(xué)以及遺傳學(xué)研究。但是,其基因組質(zhì)量仍然沒有達(dá)到完整的從端粒到端粒的水平。此前,無論栽培草莓還是模式種草莓,都沒有完整的基因組,極大影響了草莓遺傳學(xué)研究和分子育種的進(jìn)度。
研究團(tuán)隊(duì)獲得了新版本基因組(v6.0),彌補(bǔ)了目前可用參考基因組的所有剩余組裝空白。此外,他們還鑒定了7條染色體上總共14個(gè)端粒和7個(gè)著絲粒。后續(xù)注釋的編碼蛋白數(shù)量與v4.0a2相比增加1153個(gè),BUSCO(基因組完整度評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn))達(dá)98.8%,有較為明顯的提升。通過構(gòu)建染色體核型演化模型,闡明了F. viridis和F. vesca是八倍體草莓F. × ananassa 的祖先二倍體,而F. iinumae和F. nipponica與其親緣關(guān)系較遠(yuǎn)。研究團(tuán)隊(duì)將數(shù)據(jù)整合到自己開發(fā)的草莓基因組數(shù)據(jù)庫中。
該研究利用新型測序技術(shù)對森林草莓基因組進(jìn)行重新組裝和注釋,獲得了完整的基因組,為草莓的遺傳改良以及薔薇科植物的基因組學(xué)遺傳育種研究提供了重要資源。(記者張晴丹)