华大参与发表Nature主刊 | 睡莲基因组解密被子植物早期进化特征

　　

2019年12月19日，国际顶级学术期刊 Nature 在线发表了睡莲基因组文章《睡莲基因组和早期开花植物进化》，该项目由福建农林大学张亮生教授主持，南京农业大学、比利时根特大学和美国宾州州立大学、华大等单位参与。

文章题目：The water lily genome and the early evolution of flowering plants
发表期刊：Nature
发表时间：2019.12
影响因子：43.07
主要研究机构: 福建农林大学, 南京农业大学、比利时根特大学和美国宾州州立大学、华大

研究背景

开花植物又叫被子植物。无油樟目（Amborellales）、睡莲目（Nymphaeales）与木兰藤目（Austrobaileyales），都属于早期被子植物类群，被称为ANA被子植物类群。开花植物在2亿年前起源，快速辐射扩张到30万种并占领地球，而其兄弟裸子植物起源于至少3亿年前却只有800种。被子植物快速辐射的现象吸引了许多科学家，被达尔文认为是“恼人之谜”。睡莲作为早期被子植物类群，其基因组和生物学特点是理解被子植物快速辐射的关键一环。

研究结果

1. 本项目通过122X的测序数据，组装得到蓝星睡莲的高质量基因组，组装基因组大小为409Mb，组装指标为Contig N50=2.1Mb。通过系统发育组分析显示无油樟是最早分化出的被子植物类群，其次是睡莲。

图1 睡莲基因组进化关系

2. 通过基因组和转录组分析，睡莲科祖先发生了一次基因组加倍事件，这个事件可能在睡莲目祖先时期发生的。

图2 睡莲基因组全基因组复制事件

3. 研究确定了睡莲ABCE 模型，揭示早期被子植物花发育特征。

图3 睡莲花发育模型

4. 本研究通过比较自然变异的白色花瓣蓝星睡莲与蓝色花瓣蓝星睡莲的转录组，发现两个重要基因可能编码蓝色花瓣合成途径关键酶。睡莲的花香有11种成分主要是萜类和脂肪酸等，其中合成倍半萜基因与单双子叶中已知基因不一样。

华大作为基因组测序行业领导者，2019年已发表了多篇基因组文章，并且包含顶级期刊Nature、Science 的主刊，实力不容小觑。华大科技动植物基因组de novo产品涵盖华大DNBSEQ /Nanopore /PacBio/Hi-C/BioNano/10X Genomics 等测序平台，分析人员经验丰富，助力广大科研客户勇攀高峰。

表 2019年华大参与发表的部分基因组文章