一项关键研究成功地对节瓜进行了染色体水平的基因组测序和组装,节瓜是一种在亚洲具有重要经济和文化意义的葫芦科作物。高质量的基因组组装提供了全面的遗传蓝图,揭示了该作物的遗传多样性和进化历史。这一成就有助于推进分子育种和了解节瓜独特性状的遗传基础,例如雌雄同株,这对作物的产量和栽培效率至关重要。
尽管节瓜在华南和东南亚具有经济和营养意义,但其遗传基础和驯化历史仍不清楚。先前的研究主要集中在黄瓜和甜瓜等其他葫芦科植物上,这在了解节瓜方面留下了空白。缺乏基因组信息阻碍了这种作物的分子育种进展。由于这些挑战,有必要对节瓜的基因组进行详细研究,以揭示其遗传秘密并加强育种计划。因此,这项研究旨在填补这一空白,并为节瓜的基因组成提供关键见解。 2024 年 4 月 22 日,
广东省农业科学院和中国水稻研究所的研究人员在《园艺研究》上发表了他们的研究成果(DOI:10.1093/hr/uhae113)。该研究详细介绍了使用 PacBio 长读长和 Illumina 短读长的组合成功生成节瓜染色体水平的参考基因组组装。该组装提供了宝贵的基因组资源,并深入了解了节瓜的驯化历史和遗传多样性。 研究小组成功组装了节瓜基因组,该基因组大小约为 953.3 Mb,分为 12 条染色体。他们鉴定了 24,593 个蛋白质编码基因,发现 56.6% 的基因组由重复序列组成。比较分析揭示了节瓜和冬瓜之间的密切进化关系,突出了它们的遗传相似性。对 129 个节瓜种质进行群体基因组分析显示,与冬瓜相比,节瓜具有更大的遗传多样性。研究人员利用全基因组关联研究 (GWAS) 确定了与亚雌性相关的数量性状位点 (QTL),亚雌性是一种提高雌花产量和产量的特性。尤其是MYB59基因,它在亚雌性品种中表现出高表达水平,使其成为进一步研究的关键候选基因。这项研究提供了对节瓜基因组成的全面了解,为旨在提高作物产量和质量的未来遗传和育种研究提供了宝贵的资源。
首席研究员杨松光博士表示:“这项研究提供了高质量的节瓜基因组组装,为未来的遗传和育种研究提供了宝贵的资源。雌雄同体等关键性状的鉴定将对这种重要作物的种植和产量提高产生重大影响。”
从这项研究中获得的见解为旨在提高节瓜产量和抗逆性的先进分子育种计划铺平了道路。开发的基因组资源还将促进对其他经济重要性状的进一步研究,最终使华南和东南亚的农民和消费者受益。