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河南農業大學招生網發布野生異源四倍體花生基因組

植物科學最前沿2020-09-06 14:48:35

近日,GigaScience在線發表了河南農大殷冬梅教授團隊題為“Genome of an allotetraploid wild peanut Arachis monticola: a de novo assemble”研究論文,首次發布高質量野生異源四倍體花生基因組。


花生作為我國重要的經濟作物,廣泛種植于熱帶和亞熱帶地區,是提供重要的蛋白和油料的基礎。作為豆科的重要分支之一,花生屬一共包括30個二倍體品種,一個異源四倍體野生花生(A. monticola)和栽培花生(A. hypogaea)(2n = 4x = 40)。作為栽培花生農藝性狀改良的重要野生資源供體,野生四倍體花生的基因組一直是國內外學者的研究熱點。成功破譯四倍體野生花生的基因組有助于科學家和育種專家對A. hypogaea起源及馴化過程的理解,對于加深花生屬和豆科作物進化研究具有重要的科學價值,大大促進了花生以及其他油料作物的功能基因組學和分子育種的發展。

該研究團隊歷時五年,成功破譯復雜的異源四倍體野生花生基因組密碼,最終得到了染色體水平的高質量野生花生參考基因組。研究過程中,該團隊以野生四倍體花生A. monticola為研究材料,充分考慮野生花生中部分同源的異源四倍體基因組的復雜性,利用SMRT + Hi-C + IRYS + Illumina等多種測序平臺的優勢,整合多種最先進的基因組組裝技術,得到36X SMRT subreads+76X HiC data+210X Bionano Irys data+50X Illumina reads的測序數據,獲得了參考基因組水平的高質量組裝結果,組裝基因組大小為2.62Gb ,為預計基因組大小的97%,contigs N50和scaffolds N50分別為106.66 Kb,124.92 Mb,其中91.83%的序列都能被準確地掛載到20條染色體上。


該研究在整合使用多種測序手段的基礎上,還開發了一套全新的denovo組裝策略,使得相較之前發表的基因組,contigs N50有了將近5倍的提升,并且包含了97%的野生花生的基因組序列。這表明,這種全新的組裝策略對于異源四倍體基因組的組裝是可行的,對于研究祖先二倍體花生與栽培四倍體花生的進化、起源等起到了”橋梁”的作用。該項目得到國家基金委、河南省產業技術體系、河南省科技廳等諸多項目的資助。


來源:河南農大官網

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