重大科研进展!南京林业大学,发布首个高质量染色体级别簸箕柳基因组!

近日,南京林业大学尹佟明教授课题组在《Horticulture Research》发表了题为The chromosome-scale assembly of the willow genome provides insight into Salicaceae genome evolution的研究论文,课题组完成了首个高质量染色体级别的簸箕柳参考基因组。

重大科研进展!南京林业大学,发布首个高质量染色体级别簸箕柳基因组!

南京林业大学林木遗传育种与品种改良重点实验室的韦素云博士为本论文的第一作者,尹佟明教授为通讯作者。该研究得到国家重点研究发展计划的支持。

簸箕柳是一种原产我国的当年开花的灌木柳,杨树的姊妹种,具有速生丰产、轮伐期短、个体较小,易于繁殖等特点,是重要的生物质能源和造林用材树种。

灌木柳地理分布广泛,能适应不同的生态环境,存在丰富的自然变异,是研究林木遗传育种的理想材料。2014年7月,南京林业大学尹佟明教授课题组首次完成了簸箕柳基因组的第二代测序和组装工作,为加速杨柳科植物分子育种的研究奠定了重要基础。

该研究综合利用三代PacBio测序和Hi-C技术,获得了一个高质量染色体版本的簸箕柳参考基因组。新组装的簸箕柳基因组大小为356 Mb,Contig N50为263,908bp,是先前版本的65倍,注释了36,937个蛋白编码基因,95.29%的簸箕柳基因组序列能够挂载到19条染色体上。新组装的簸箕柳具有更高的连续性和完整性,将更有助于杨柳科物种比较基因组的研究,并为木本植物研究提供了高质量的基因组资源。

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杨属和柳属是杨柳科的姐妹属,通过对杨柳比较基因组发现杨树和柳树起源于同一个祖先,共同经历了杨柳科特有"Salicoid"全基因组复制事件。杨树和柳树的直系同源基因和各自的旁系同源基因4DTv突变率表明杨树和柳树的基因组分化发生在"Salicoid"全基因组复制事件之后。杨树和柳树染色体之间的共线性分析进一步证实了"Salicoid"复制事件之后染色体的裂变和融合导致了杨柳姊妹属的分化。杨柳基因组上不同的Ka/Ks突变率表示柳树基因组收到更强的纯化选择压力,这可能是导致柳树的基因数量小于杨树的重要因素。

"和杨树相比,目前针对簸箕柳分子生物学的研究还相对落后。"论文通讯作者尹佟明说。基于高质量基因组图谱的绘制成功,"后期将开展簸箕柳遗传转化体系的研究,有望将簸箕柳开发成为木本植物功能基因组研究的模式树种。"

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尹佟明:南京林业大学教授、博士生导师。主要研究方向是林木遗传育种、分子数量遗传学、林木基因组与生物信息学。先后获得瑞典国际基金会频发的Jubilee Award、美国能源部橡树岭国家实验室科学技术奖、瑞典国际基金会青年科学奖、国家杰出青年基金资助等奖项,并获得江苏省十大青年科技之星称号,入选教育部"新世纪优秀人才支援计划"。先后主持过二项国家自然科学基金项目,主持瑞典国际基金项目一项,并获霍英东基金会资助项目一项。先后参加国家自然科学基金重点项目,863项目及国家科委攻关项目等多项研究。


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本文素材来自:园艺研究、中国科学报、南京林业大学官网,南京林业大学研究生会


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