观赏香蕉和粉红香蕉的第一个染色体水平参考基因组
芭蕉属包括约 70 种草本植物,主要分布在亚洲和大洋洲的热带和亚热带地区。该属是全球最重要的粮食作物之一,也是市场上受欢迎的观赏植物。尽管第三代测序技术在生成高质量基因组方面做出了重大贡献,但芭蕉属中的香蕉栽培品种、其野生近缘种和观赏物种的基因组资源仍然匮乏,这阻碍了作物和观赏品种的改良。
Musa ornata W. Roxburgh (Mo) 和Musa velutina H. Wendl. & Drude (Mv) 属于芭蕉科芭蕉属。它们与 Musa acuminata 关系密切,原产 于孟加拉国、缅甸和印度东北部。这些物种不仅在热带地区被广泛种植,是一种受欢迎的观赏植物,而且它们的果实为当地饮食做出了贡献。因此,Mo 和 Mv 是高质量基因组测序的理想候选者,可增强未来的分子育种。在本研究中,使用 Oxford Nanopore 长读和 Hi-C 读生成了 Mo 和 Mv 的染色体水平基因组组装。Mo 和 Mv 的基因组被组装成 11 个假染色体,基因组大小分别为 427.85 Mb 和 478.10 Mb。重复序列分别占 Mo 和 Mv 总基因组的 46.70% 和 50.91%。基因组质量评估证实了两个基因组的连续性(LAI:13.68 和 16.81)、准确性(Illumina 读段的映射率:95.55% 和 94.29%)和完整性(BUSCO:98.08% 和 98.51%)。根据基因预测,Mo 和 Mv 分别注释了 39,177 和 31,256 个高置信度蛋白质编码基因。与小果蕉和 Mv 相比,Mo 在 chr04 上观察到几个大的倒位和易位。差异表达基因 (DEG) 和基因本体 (GO) 富集分析表明,Mv 成熟果皮中上调的基因主要与糖代谢过程有关,特别是在细胞壁和细胞外区域。此外,还鉴定出几种多聚半乳糖醛酸酶 (PG) 基因,这些基因在 Mv 成熟果皮中的表达水平高于其他组织,这可能是导致果皮开裂的原因。此外,本研究还鉴定出与花青素生物合成途径相关的基因。总之,Mo 和 Mv 的染色体水平基因组组装为香蕉果皮开裂和花青素生物合成机制提供了宝贵的见解,这将为未来的遗传和分子育种工作做出重大贡献。
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