云南师范大学祝光涛团队完成杂合二倍体马铃薯两套单倍型端粒到端粒（T2T）基因组的组装和注释

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关键词：

来源：

Plant Communications

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//agri.nais.net.cn/topic/downloadFile/7f0deb1a-fb48-4099-83c9-228ddb7598cc

来源地址：

https://doi.org/10.1016/j.xplc.2024.100980

资源所属：

农业生物技术专题

类型：

学术文献

语种：

英语

原文发布日期：

2024-05-27

摘要：

2024年5月27日，由云南师范大学祝光涛团队联合云南大学彭城团队在Plant Communications在线发表题为“The haplotype-resolved T2T genome assembly of the wild potato species Solanum commersonii provides molecular insights into its freezing tolerance”的研究论文。该论文完成对杂合二倍体马铃薯两套单倍型端粒到端粒（T2T）基因组的组装和注释，并揭示了此马铃薯耐冻性的分子机制。研究团队利用单分子测序技术HiFi（~30x）和ONT（~41x）结合Hi-C（~70x）技术，成功组装了高质量的S. commersonii基因组。该基因组的两个单倍型（Hap1和Hap2）的总长度分别为707.40 Mb和712.10 Mb，contig N50分别为 48.90 Mb和55.24 Mb。随后鉴定出47个端粒，通过ChIP-seq定位到24个着丝粒区域，长度在0.81 Mb - 5.47 Mb之间。该基因组包含67.27%的重复序列。在两个单倍型中，分别注释到了38,805和38,237个蛋白编码基因，功能基因注释率高达92.85%和93.00% （图1 A）。通过对茄属19个物种的单拷贝基因构建的系统发育树，发现S. commersonii于327万年前与其他物种分化，并发生了大量基因家族扩张和收缩事件。另外，通过转录组的分析发现此材料在冷冻胁迫处理中显著上调的基因富集在已知的冷响应途径中，如MAPK信号通路、谷胱甘肽代谢途径和细胞色素P450途径等。特别是，MAPK激酶和细胞色素P450在温度感知和信号传导中起关键作用。此外还发现在植物耐冻中具有关键作用的C-repeat Binding Factor（CBF）转录因子也显著上调。该发现进一步解释了S. commersonii的耐冻机制。后期通过对野生种的遗传解析和种质创新，将有望大幅度提升栽培马铃薯的耐冻性。