研讨职员绘制燕麦基因组草图并解析燕麦素的生物合成基因簇

中国迷信院分子动物迷信杰出立异中间（CEMPS）、中科院-英国约翰英纳斯中间动物和微生物迷信结合研讨中间（CEPAMS）韩斌研讨团队与英国约翰英纳斯中间John Innes Centre（JIC）Anne Osbourn研讨团队单干实现了禾本科、燕麦属一年生木本动物二倍体燕麦Avena strigosa基因组序列草图的绘制，并完全地解析了抗微生物进攻化合物燕麦素的生物合成基因簇。相关研讨结果以Subtelomeric assembly of a multi-gene pathway for antimicrobial defense compounds in cereals为题，在线颁发在Nature communications上。

真核生物中非随机组织的基因在基因组退化和功效中具备紧张作用。年夜多半真核生物基因组中并没有把持子，但它们切实其实包括了一些序列不相关而功效相关且在物理地位上成簇存在的基因。这些“类把持子”基因簇中，惹人瞩目的例子是动物体内合成特别代谢产品的基因簇。已有证据标明，这些cluster路径并不是通过微生物程度基因转移而发生，而今朝人们对其真实的造成机制知之甚少。燕麦素是燕麦属中特异存在的一类抗微生物进攻化合物，其生物合成路径也是最典型的动物生物合成基因簇之一。

韩斌研讨团队选用了可在根尖特异合成燕麦素的二倍体燕麦物种Avena strigosa，运用三代测序技术Nanopore，并辅助光学图谱技术BioNano DLS及Hi-C染色体构象捕捉技术，实现了该燕麦基因组高质量染色体级别组装，组装基因组3.53Gb，scaffold N50高达73.4 Mb。燕麦基因组中反复序列约占基因组的81.1%，联合从头预测、同源卵白信息及转录组数据，正文了34，928 个高可托度基因。

该研讨基于组装得到的全基因组信息完全地解析了燕麦素合成基因cluster，确定了燕麦素合成通路的末了两个缺失步调，并通过本氏烟草瞬时表白重构了整个合成路径。该研讨还对基因簇的来源及分歧燕麦种类间的差别进行了比拟阐发。基因组组装和DNA荧光原位杂交（FISH）成果均标明，燕麦素合成基因cluster位于1号染色体长臂末尾的亚区域，且该基因簇特异存在于燕麦属中。该研讨为真核生物的基因组可塑性和顺应性退化提供了新见解，并为改进小麦和其他谷物抵制全蚀病与其他疾病提供了分子根据。(100yiyao.com）