近日,中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院果樹研究所與中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所合作組裝了高質(zhì)量的杜梨參考基因組序列,該基因組是世界首個野生梨的基因組圖譜,也是我國在梨基因組學(xué)研究領(lǐng)域又一重大研究進(jìn)展。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)研究成果在線發(fā)表在《植物生物技術(shù)(Plant Biotechnology Journal)》上。
杜梨基因組組裝大小為532.7兆,contig N50為1.57兆,共有59,552個蛋白質(zhì)編碼基因和247.4兆重復(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)而影響杜梨較強的逆境適應(yīng)性。同源基因比對分析結(jié)果顯示,東方梨馴化過程中果實大小、糖代謝和轉(zhuǎn)運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抗病性。梨屬植物在馴化過程中果實酸澀味逐漸消失,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,同時花青素還原酶代謝途徑是原花青素合成的唯一途徑,山梨醇轉(zhuǎn)運蛋白跨膜轉(zhuǎn)運可能是影響可溶性有機物質(zhì)積累的主要因素。
該研究得到了中國農(nóng)科院科技創(chuàng)新工程、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)(梨)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系、中國農(nóng)科院基本科研業(yè)務(wù)費專項等項目的資助。