染色体级火疫病抗性野生苹果Malus fusca MAL0045基因组组装揭示FB_Mfu10抗性位点

本研究针对苹果火疫病（fire blight）抗性机制不明的问题，通过PacBio和Hi-C技术完成抗性野生苹果Malus fusca MAL0045染色体级基因组组装（669.46 Mb，BUSCO 97.46%），定位关键抗性位点FB_Mfu10及染色体4/15/16的辅助位点，预测47,388个基因并解析54.57%转座元件。该基因组为苹果抗病育种提供重要资源，成果发表于《Scientific Data》。

　　

苹果产业长期受火疫病（fire blight）威胁，这种由革兰氏阴性菌Erwinia amylovora引起的毁灭性病害，每年造成数亿美元损失。尽管栽培苹果（Malus domestica）高度易感，但某些野生种如Oregon crab apple（Malus fusca）展现出惊人抗性。其中，德国Julius Kühn研究所保存的MAL0045品系对强毒北美菌株Ea3049表现极强抗性，前期研究将其主效抗性位点FB_Mfu10定位在10号染色体，并推测染色体4/15/16存在辅助位点。然而，现有野生苹果参考基因组（如USDA的PI 589975）无法完全解释MAL0045的抗性机制，特别是其纯合位点在杂交后代中的丢失现象。为此，Ofere Francis Emeriewen团队在《Scientific Data》发表首个MAL0045染色体级基因组，为解析苹果抗病遗传基础提供关键工具。

研究采用PacBio Sequel II平台生成28.80 Gb HiFi数据（N50 15.54 kb），结合Illumina NovaSeq测序（32.83 Gb）和Hi-C技术（70.77 Gb），通过Hifiasm和Lachesis软件将669.46 Mb序列锚定至17条染色体（锚定率95.25%）。基因组大小587.60 Mb，杂合度0.98%，BUSCO完整性达97.46%。

基因组特征
K-mer分析（k=21）显示典型二倍体特征（图1）。Hi-C互作图谱（图2）证实染色体拓扑结构准确性。转座元件占54.57%，其中LTR反转录转座子（如Gypsy和Copia）占比最高（表4）。

基因注释
整合从头预测、同源比对和转录组证据（图3），预测47,388个蛋白编码基因，98.44%获功能注释（表5）。FB_Mfu10区域内G型凝集素S受体样激酶（G-type lectin S-receptor-like serine/threonine protein kinase）基因拷贝数变异（CNV）可能与抗性相关。

抗性位点验证
比较基因组分析发现，MAL0045在FB_Mfu10位点存在特有结构变异，不同于USDA的PI 589975。F₂群体重测序证实染色体4/15的QTL（数量性状位点）对Ea3049抗性有累加效应。

该研究不仅提供首个火疫病抗性供体MAL0045的高质量基因组，更揭示多染色体协同抗性机制。FB_Mfu10的精细定位为分子标记辅助育种奠定基础，而转座元件富集区为研究抗性基因进化提供线索。未来可通过基因编辑验证候选基因功能，加速抗病品种培育。数据已公开于ENA（PRJEB77885）和figshare平台，推动苹果功能基因组学研究。