8月1日，國際植物學(xué)領(lǐng)域權(quán)威期刊《植物生物技術(shù)雜志》（Plant Biotechnology Journal）在線發(fā)表世界首個野生梨高質(zhì)量基因組圖譜。該研究成果由中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院果樹研究所研究員曹玉芬團(tuán)隊(duì)和中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所研究員田志喜團(tuán)隊(duì)等合作完成。
科研人員以山西杜梨為材料，結(jié)合PacBio三代測序、Bionano光學(xué)圖譜、Hi-C技術(shù)，組裝了高質(zhì)量的杜梨參考基因組序列，是我國在梨基因組學(xué)研究領(lǐng)域又一重大研究進(jìn)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(zhì)編碼基因和247.4Mb重復(fù)序列被注釋，通過BUSCO對基因組完整性進(jìn)行評估，完整性達(dá)到95.9%。
杜梨擴(kuò)張基因在次生代謝通路中顯著富集，可能進(jìn)而影響杜梨較強(qiáng)的逆境適應(yīng)性。同源基因比對分析結(jié)果顯示，馴化過程中，東方梨的果實(shí)大小、糖代謝和轉(zhuǎn)運(yùn)，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(fā)表的薔薇科基因組中數(shù)量最多，解釋了杜梨作為野生種的強(qiáng)抗病性。
論文共同通訊作者曹玉芬告訴《中國科學(xué)報(bào)》，在馴化過程中，梨屬植物果實(shí)的酸澀味逐漸消失。研究發(fā)現(xiàn)，杜梨原花青素合成結(jié)構(gòu)基因拷貝數(shù)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(zhuǎn)運(yùn)蛋白（SOT）跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)可能是影響可溶性有機(jī)物質(zhì)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(guān)論文信息：https://doi.org/10.1111/pbi.13226
