首页 > 生活 > > 正文
2024-01-24 17:18:03

基因组组装和重测序分析为紫薇的进化驯化和观赏性状提供了新的见解

导读 紫薇 ( Lagerstroemia indica ) 是一种深受人们喜爱的观赏植物,有着悠久的历史,原产于东南亚至大洋洲,在中国等栽培中心繁衍生息已...

紫薇 ( Lagerstroemia indica ) 是一种深受人们喜爱的观赏植物,有着悠久的历史,原产于东南亚至大洋洲,在中国等栽培中心繁衍生息已有 1600 多年的历史。它以其独特的夏季盛开期而闻名,经过广泛的杂交进化,现已包括 200 多个品种。目前的研究通过转录组学和 QTL 作图,在了解植物结构、花、叶颜色和矮化性状的决定因素方面取得了长足的进步。然而,缺乏 L. indica 参考基因组严重限制了全面的基因组研究。这一差距阻碍了对关键性状背后分子机制的探索,并阻碍了植物进化、驯化和基因组育种的进步。

2023年7月,《园艺研究》 发表题为《基因组组装和重测序分析为紫薇的进化、驯化和观赏性状提供新见解》的研究文章。

在这项研究中,利用 PacBio 测序和 Hi-C 支架进行了紫薇 ( L. indica )的首次高质量基因组组装。基因组注释识别出 33,608 个基因和约 42.19% 的基因组为重复元件。对 17 个物种绘制的基因家族进行比较基因组分析,发现了 3,572 个L. indica特有的基因。进化分析揭示了L. indica最近的全基因组三倍体,系统发育树将L. indica 与L. spiosa 和P. granatum定位 在桃金娘目中。利用 SNP 对 73 个材料进行群体结构分析,揭示了现代紫薇品种的进化历史和育种。主成分分析和成对序列马尔可夫聚结显示物种间丰富的多态性,种群规模波动明显。连锁不平衡和 Tajima D 值的研究强调了品种品种遗传多样性的增加。使用L. fauriei 和L. indica 'Pocomoke' 的 F1 群体创建了L. indica的高密度遗传连锁图谱 。该图谱包含 5,660 个 SNP 标记,分为 24 个连锁组。植物性状的 QTL 分析确定了 33 个影响表型变异的区间,其中 LG1 的主效应区间显着影响节间长度。对于花的颜色,不同颜色的花的转录组测序鉴定出大量参与黄酮类途径的 DEG,这对花瓣颜色的测定至关重要。此外,批量分离分析将叶色位点映射到 chr12 和 chr17,并鉴定了五个与色素沉着相关的候选基因,包括MYB35、NCED 和KAS1的同源基因。

总之,本研究不仅阐明了桃金娘的基因组和进化史,还为其观赏性状的遗传基础提供了深入的见解,为桃金娘科的未来研究和分子育种奠定了基础。