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林学院李际红教授课题组发表流苏树首个T2T无间隙参考基因组并解析了花形态机理

作者:李际红记者:通讯员:摄影: 出处:林学院 图书馆发布时间:2024-11-04

近日,Horticulture Research在线发表了林学院李际红教授课题组题为A telomere-to-telomere gap-free reference genome of Chionanthus retusus provides insights into the molecular mechanism underlying petal shape changes的研究论文,构建了流苏树首个T2T无间隙参考基因组,挖掘了流苏树花形态相关基因,解析了其花形态差异的分子机制。

流苏树(Chionanthus retusus L.),属于木犀科(Oleaceae)流苏树属 (Chionanthus)落叶乔木,是华北地区重要的乡土树种,也是优良的园林绿化观赏树种。研究选取了一种流苏树新品种——雪早花(Chionanthus retusus cv. Xuezaohua)为实验材料,应用PacBio HiFi和ONT三代测序技术,成功组装了首个高质量、无间隙流苏树参考基因组。组装的两个雪早花单倍型基因组大小分别为687 和 683 Mb,contig N50为31.57 Mb,BUSCO评分为99.3%,成功解锁了流苏树基因组中端粒和着丝粒区域,对流苏树基因组学及分子育种研究具有重要的参考意义。通过表型和细胞学分析发现,流苏树花瓣维管组织的差异是流苏树花形态变异的主要原因。在基于基因组的转录组分析中,生长素相关基因负责花瓣形状的形成。最后,我们确定了一个流苏树花形态发育的关键基因,CrAUX/IAA20,其表达量与花瓣维管组织表型呈现显著的负相关。功能验证发现,CrAUX/IAA20中第一个内含子的去除和保留导致了两个转录本的产生,CrAUX/IAA20表达水平的差异导致了花脉的变化。我们的发现将为流苏树的品种改良提供了新的见解和潜在的基因资源,加深我们对花形态发育的理解,并为木犀科植物的栽培提供重要的理论支持。

图1 流苏树无间隙基因组的组装及花形态形成的分子机理

林学院青年教师王锦楠博士、中国热带农业科学院橡胶研究所许东助理研究员、林学院桑亚林教授为该文章的共同第一作者,林学院李际红教授,中国林科院亚热带林业研究所韩小娇副研究员为共同通讯作者。此研究得到了山东省重点研发计划以及山东省农业科技基金项目的资助。

文章链接:https://doi.org/10.1093/hr/uhae249

编      辑:万    千 

审      核:贾    波 


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