多年生禾本科芒属南荻基因组序列草图绘制实现

中国迷信院分子动物迷信杰出立异中间研讨员韩斌课题组与中科院动物研讨所南方资本动物重点试验室及体系与退化动物学国度重点试验室研讨员桑涛课题组恒久单干，实现了多年生禾本科芒属南荻基因组序列草图的绘制。相关研讨结果以Chromosome-scale assembly and analysis of biomass crop Miscanthus lutarioriparius genome为题，在线颁发在Nature Communications上。

南荻（Miscanthus lutarioriparius）是我国特有的一类芒属（Miscanthus）动物，是一种具备利用代价的木质纤维素生物乙醇质料和生物资资料。南荻的年均干产量高于芒（M. sinensis）、荻（M. sacchariflorus）和五节芒（M. floridulus）。基因组较年夜且反复序列含量高，南荻基因组始终被视为较难测序组装的简单动物基因组。

韩斌课题组应用孔技术（Oxford Nanopore Technologies）和高通量染色体构象捕捉技术（High-throughput chromosome conformation capture，Hi-C），对我国特有的多年生禾本科芒属物种——南荻基因组进行测序组装和阐发，构建了第一个染色体级其余高质量南荻基因组序列，序列总长为2.07 Gb，笼罩了南荻全基因组的96.64%，包括919个scaffolds，contig N50为1.71 Mb。约94.30%的序列通过Hi-C数据锚定到了19条染色体上，且鉴定到19条染色体的着丝粒序列和第10号染色体的序列。通过对19条染色体的着丝粒区微卫星反复序列的阐发，证明了南荻的异源四倍化来源假说，且进一步将19条染色体分派到了两个亚基因组。南荻基因组正文包括68，328个卵白编码基因，此中94.75%的基因位于19条染色体上。南荻基因组中反复序列约占基因组的69.27%。通过南荻与其他禾本科动物的比拟基因组阐发，确证了南荻基因组内近期的全基因组更加变乱（Whole Genome Duplication，WGD），同时鉴定到一系列的染色体构造变异，这些染色体构造变异（包含染色体交融变乱）减速了南荻在全基因组更加之后的二倍化过程。此外，该研讨还组装了一个南荻叶绿体基因组序列，通过与地下的芒属动物叶绿体基因组序列的体系发育阐发，确定了该研讨的基因组测序资料与已颁发的南荻叶绿体基因组具备比来的亲缘关系。基于叶绿体基因组序列的体系发育阐发为芒属物种的退化和分类关系提供了新证据。

该研讨还对南荻紧张性状相关的基因家族（包含细胞壁生物合成、重金属离子转运、抗病和C4光合路径相关基因）进行了鉴定阐发。除了比来的全基因组复制外，串联复制在这些基因家族的规模扩展中也发扬了紧张作用。转录组数据显示，年夜部门反复基因在一切转录组样本或预期样本中表白程度极低。这些相关基由于解析南荻紧张性状的遗传根底和展开分子辅助育种奠基了根底，也为更好地展开水稻等动物的情况顺应性研讨和摸索动物多年生的机制提供了参考。(100yiyao.com）