核桃参考基因组序列研究取得重要进展

中国林业网 http://www.forestry.gov.cn/2020-02-10来源:中国林科院
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  中国林业网2月10日讯  1月31日,国际植物学期刊《Plant Biotechnology Journal》在线发表了题为“A high-quality walnut genome assembly reveals extensive gene expression divergences after whole-genome duplication(高质量核桃基因组序列揭示了全基因组复制后显著的基因表达分化)”的学术文章,标志着“核桃参考基因组序列研究取得重要进展”。
  核桃(Juglans regia)属于胡桃科核桃属,是世界重要的木本油料和珍贵用材树种,核桃坚果位居世界“四大坚果”之首,具有很高的营养价值。我国是核桃资源大国,种植面积和产量均居世界首位,是贫困山区农业产业结构调整、农民增收和脱贫致富的重要产业,其经济效益、社会效益和生态效益显著。
  该研究成果是中国林业科学研究院林业研究所联合上海师范大学、中国科学院计算技术研究所和西藏农牧学院,经过刻苦攻关,开展核桃基因组深入研究的阶段性总结。协作团队基于二代和三代测序,并结合Hi-C、遗传图谱和物理图谱获得了核桃高质量、染色体水平的基因组序列,该基因组大小为540Mb,Contig N50为3.34Mb,注释了39432个基因。基于高质量基因组图谱,对黑核桃、野核桃和核桃楸等5个种的contig序列进行排序和定向,得到了5个种的假染色体级别基因组序列。共线性分析发现核桃的两个亚基因组共同保留将近一万个旁系同源基因,对全基因组复制时间的估计(大约两千多万年前)发现,编码基因每百万年丢失的频率为0.56%至1.62%,在进化过程中亚基因组间同源区域中基因出现系统性的丢失或移除现象。
  该成果绘制了高质量核桃参考基因组序列并揭示其全基因组复制后系统性的基因表达分化,为核桃的遗传改良以及胡桃科植物的比较基因组学及演化研究奠定了重要基础。
  中国林业科学研究院林业研究所博士张俊佩、上海师范大学博士张闻婷是论文的共同第一作者,中国林业科学研究院核桃研究团队首席专家裴东是通讯作者。研究工作得到了林木遗传育种国家重点实验室的经费支持。(中国林科院)