"染色体级别基因组揭秘:抗溃疡病猕猴桃品种'贵蜜2号'的基因组特征与抗性机制解析"

【字体: 时间:2025年08月02日 来源:Scientific Data 6.9

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  本研究针对猕猴桃产业面临的细菌性溃疡病(Psa)威胁,通过整合PacBio HiFi长读长测序和Hi-C技术,完成了抗病品种'贵蜜2号'(Actinidia chinensis var. chinensis)染色体级别基因组组装(608.43Mb,contig N50 20.70Mb),注释出45,986个蛋白编码基因和251.15Mb重复序列。研究揭示了与Psa抗性相关的NLR基因分布特征,为猕猴桃抗病育种提供了关键基因组资源。

  

在猕猴桃产业面临细菌性溃疡病(Pseudomonas syringae pv. actinidiae, Psa)全球肆虐的背景下,这种被称为"水果之王"的作物正遭受着枝干溃疡、叶斑和系统性衰败的严重威胁。传统铜制剂防控手段不仅效果有限,更引发环境耐药性等生态问题。贵州省农业科学院果树科学研究所的研究团队将目光投向了喀斯特生态系统中的天然抗病种质——二倍体猕猴桃品种'贵蜜2号',通过前沿基因组学技术揭开了其抗病奥秘。

研究人员采用多组学整合策略,首先通过MGI短读长(80.60Gb)、PacBio HiFi长读长(52.78Gb)和Hi-C(72.27Gb)测序构建高质量基因组框架,结合四组织(根/茎/叶/果)转录组数据(25.96Gb)进行基因注释。关键技术创新包括:Hifiasm结合Hi-C的染色体级组装、EDTA重复序列分析、BRAKER3多证据基因预测,以及NLR-Annotator抗病基因鉴定。

背景与摘要

研究团队在贵州喀斯特地区发现的'贵蜜2号'展现出对Psa的显著抗性。通过三代测序技术构建的基因组大小608.43Mb,锚定到29条假染色体上,锚定率99.70%。质量评估显示QV值72.23,LAI指数10.10,BUSCO完整性达98.40%,表明该组装达到参考基因组水平。

方法学突破

基因组调查采用k-mer分析(k=19)预估基因组规模634.80Mb,杂合度0.91%。

显示其典型特征。Hi-C互作图谱
证实染色体组装质量,Circos图
直观展示GC含量、基因密度等基因组特征。

抗性基因发现

与易感品种'红阳'比较发现结构变异包括:1.58Mb BRK、62.62Mb GAP等。关键突破在于鉴定出282个NLR抗病基因

,其中205个位于SV热点区域,暗示抗病基因的快速进化特征。

结论与展望

该研究不仅提供了首个抗Psa猕猴桃的高质量基因组,更通过比较基因组学揭示了抗病相关的结构变异和NLR基因扩张现象。基因组数据已存入NCBI(SRR32799285-91)和Figshare平台,为后续抗病育种和功能基因研究奠定基础。特别值得注意的是,研究中开发的Hi-C辅助组装流程和NLR基因注释策略,为其他复杂植物基因组的抗病机制解析提供了方法论参考。

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