科學家破譯軟籽石榴 “突尼斯” 全基因組密碼

來源: 中國科學報 / 作者: 2019-10-15
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吃石榴不吐籽,軟籽石榴做得到!然而,與硬籽石榴相比,國內廣泛栽培的軟籽石榴 “突尼斯” 不抗凍的特點嚴重威脅和限制了產業健康發展。

近日,Plant Biotechnology Journal 在線發表了中國農業科學院鄭州果樹研究所研究員曹尚銀課題組完成的軟籽石榴 “突尼斯” 的高質量基因組圖譜,為解析軟籽和硬籽石榴品種分化遺傳機制提供了支撐,并為軟籽石榴遺傳改良研究奠定了重要基礎。

石榴(Punica granatum L.)是一古老的落葉灌木果樹樹種,栽培歷史悠久。論文通訊作者曹尚銀告訴《中國科學報》,石榴被譽為 “生命之果”,其果皮、果肉以及種子均含有豐富的類黃酮、多酚、花青素等抗氧化物質,有利于預防高血脂、高血壓、HIV、傳染性疾病、冠心病、前列腺癌等疾病。尤其是軟籽石榴品種,籽粒硬度小,食用時易于吞咽,避免了營養的流失;此外,軟籽石榴市場售價通常是普通品種的 2~4 倍,是廣大果農脫貧致富的良果佳品。

論文第一作者駱翔博士介紹,該研究基于二代和三代測序獲得了軟籽石榴 “突尼斯” 高質量基因組序列,基因組大小為 320.31 Mb,Contig N50 為 4.49 Mb,注釋了 33594 個基因。采用 Hi-C 光學技術結合遺傳圖譜將 97.76% 的序列組裝到了 8 對染色體上。與現有的 “泰山紅” 石榴基因組相比,“突尼斯”多組裝出了 46.01Mb 序列,Contig N50 的平均長度提升了 46 倍,在組裝完整度及精確度上都得到了極大的提升。

比較基因組學研究表明,軟籽 “突尼斯” 基因組和硬籽 “泰山紅”“大笨籽” 基因組間存在著大量的 SNP 和 InDel 變異。對 26 個石榴品種進行群體遺傳學分析表明,軟籽石榴群體和硬籽石榴群體間存在著大量的受選擇位點。尤其是 Chr1 上,存在著高達 26.2Mb 的受選擇區段。基因注釋信息表明,與基因組變異及選擇信號相關的基因潛在地影響著石榴硬籽和軟籽特性分化。(李晨)

相關論文信息:https://doi.org/10.1111/pbi.13260

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