近日,Horticulture Research在線發表了林學院李際紅教授課題組題為A telomere-to-telomere gap-free reference genome of Chionanthus retusus provides insights into the molecular mechanism underlying petal shape changes的研究論文,構建了流蘇樹首個T2T無間隙參考基因組,挖掘了流蘇樹花形態相關基因,解析了其花形態差異的分子機制。
流蘇樹(Chionanthus retusus L.),屬于木犀科(Oleaceae)流蘇樹屬 (Chionanthus)落葉喬木,是華北地區重要的鄉土樹種,也是優良的園林綠化觀賞樹種。研究選取了一種流蘇樹新品種——雪早花(Chionanthus retusus cv. Xuezaohua)為實驗材料,應用PacBio HiFi和ONT三代測序技術,成功組裝了首個高質量、無間隙流蘇樹參考基因組。組裝的兩個雪早花單倍型基因組大小分別為687 和 683 Mb,contig N50為31.57 Mb,BUSCO評分為99.3%,成功解鎖了流蘇樹基因組中端粒和著絲粒區域,對流蘇樹基因組學及分子育種研究具有重要的參考意義。通過表型和細胞學分析發現,流蘇樹花瓣維管組織的差異是流蘇樹花形態變異的主要原因。在基于基因組的轉錄組分析中,生長素相關基因負責花瓣形狀的形成。最后,我們確定了一個流蘇樹花形態發育的關鍵基因,CrAUX/IAA20,其表達量與花瓣維管組織表型呈現顯著的負相關。功能驗證發現,CrAUX/IAA20中第一個內含子的去除和保留導致了兩個轉錄本的產生,CrAUX/IAA20表達水平的差異導致了花脈的變化。我們的發現將為流蘇樹的品種改良提供了新的見解和潛在的基因資源,加深我們對花形態發育的理解,并為木犀科植物的栽培提供重要的理論支持。
圖1 流蘇樹無間隙基因組的組裝及花形態形成的分子機理
林學院青年教師王錦楠博士、中國熱帶農業科學院橡膠研究所許東助理研究員、林學院桑亞林教授為該文章的共同第一作者,林學院李際紅教授,中國林科院亞熱帶林業研究所韓小嬌副研究員為共同通訊作者。此研究得到了山東省重點研發計劃以及山東省農業科技基金項目的資助。
文章鏈接:https://doi.org/10.1093/hr/uhae249
編 輯:萬 千
審 核:賈 波