Nature Genetics:三種主要蔥屬作物的染色體級基因組及其性狀演變

2023年11月6日,來自西北工業大學蔡晶等研究人員合作在《自然—遺傳學》雜志發表了標題為”Chromosome-level genomes of three key Allium crops and their trait evolution.“的研究成果,揭示三種主要蔥屬作物染色體級基因組及其性狀演變。

 

據了解,由于缺乏高質量的參考基因組,蔥屬作物育種仍然嚴重受阻。

 

研究人員報告了三種主要蔥屬作物(威爾士洋蔥、大蒜和洋蔥)的高質量染色體組水平基因組組裝,其大小分別為11.17Gb、15.52Gb和15.78Gb,最高記錄的等位基因N50分別為507.27Mb、109.82Mb和81.66Mb。除了揭示蔥屬物種的基因組演化過程外,病原體感染實驗以及代謝組和基因組比較分析表明,編碼參與蔥屬特異性風味化合物代謝途徑酶的基因可能是由一種古老的、未定性的植物防御系統演化而來,該系統廣泛存在于許多植物品系中,但在蔥屬植物中被廣泛強化。

 

b–i,基于原位雜交的方法顯示了FRA和TUA在洋蔥鱗莖形成過程中的表達模式。

b′–i′,選取b–i中洋蔥和蔥葉鞘中FRA和TUA的表達信號強度,并使用ImageJ將其轉換為偽彩色。在洋蔥中,FRA轉錄本在表皮細胞(綠色箭頭)和第二層葉鞘的兩到三層細胞(橙色箭頭)中可觀察到,在晚期鱗莖膨大時增加到五到六層細胞(b、d、b′和d′)。TUA轉錄本在晚期鱗莖形成時觀察到在第二層葉鞘的內部細胞中(c、e、c′和e′)。在蔥葉中,未觀察到FRA和TUA轉錄本在第二層葉鞘中的積累(f–i,f′–i′)。b–i的比例尺為0.1毫米。虛線用于顯示第二層葉鞘的輪廓。括號中的數字表示具有陽性信號的樣本數與總樣本數之比。

 

通過原位雜交和空間RNA測序,研究人員獲得了洋蔥鱗莖形成過程中與海綿狀中葉細胞擴張相關的細胞類型分類和基因表達變化概況,從而指出了鱗莖形成基因的功能作用。

 

文章來源:

Author: Hao, Fei, Liu, Xue, Zhou, Botong, Tian et al, Chromosome-level genomes of three key Allium crops and their trait evolution. DOI: 10.1038/s41588-023-01546-0, Nature Genetics:最新IF:41.307

 

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