《DNA Research》：Chromosome-level genome assembly of the Gerbera (Gerbera hybrida) using HiFi long-read and Hi-C technologies
编辑推荐：
本研究针对菊科模式植物非洲菊（Gerbera hybrida）缺乏高质量参考基因组的瓶颈，结合PacBio HiFi长读长测序与Hi-C染色质构象捕获技术，完成了其核基因组（2.32 Gb， scaffold N50达25条）及细胞器基因组的染色体级别组装。注释显示核基因组含36,160个蛋白编码基因，线粒体基因组（363,511 bp）与叶绿体基因组（151,898 bp）结构完整；共线性分析首次揭示非洲菊经历全基因组三倍化事件。该成果为菊科植物进化发育与分子育种提供了关键资源，发表于《DNA Research》。
非洲菊（Gerbera hybrida）作为全球重要的观赏花卉，因其丰富的花型和色彩备受青睐。同时，它也是菊科植物中具有代表性的模式物种，对研究菊科植物的进化历程和关键性状形成机制具有独特价值。然而，由于菊科植物基因组普遍较为复杂，存在较高的杂合度和重复序列比例，长期以来缺乏高质量的染色体级别参考基因组，这严重制约了人们对菊科植物特有性状（如复杂的头状花序结构）遗传基础的深入探索。为了解决这一瓶颈问题，研究团队利用现代高通量测序技术，对非洲菊进行了全面的基因组解析。
本研究主要采用了PacBio高保真（HiFi）长读长测序技术以获得连续、准确的序列数据，并结合Hi-C染色质构象捕获技术进行染色体级别的支架（scaffold）构建。通过对杂交起源的非洲菊材料进行测序，研究人员成功完成了其核基因组以及线粒体、叶绿体基因组的组装。
基因组组装与注释
研究人员通过整合PacBio HiFi reads和Omni-C数据，成功将总长度为2.32 Gb的非洲菊核基因组组装成25条 scaffolds，与已知的染色体数目高度一致，组装完整度达到99.3%。基因组注释结果显示，共预测到36,160个蛋白质编码基因以及11,572个非编码转录本。线粒体基因组大小为363,511 bp，包含36个蛋白编码基因、3个rRNA基因和21个tRNA基因；叶绿体基因组大小为151,898 bp，包含85个蛋白编码基因、8个rRNA基因和37个tRNA基因。这些数据表明组装获得了高度完整的核与细胞器基因组序列。
共线性分析与进化洞察
为了探究非洲菊的基因组进化历史，研究人员将其基因组与已发表的其他桔梗目植物基因组进行了共线性分析。比较基因组学分析结果表明，非洲菊在进化过程中经历了一次全基因组三倍化事件。这一发现为解释菊科植物基因组的结构复杂性以及物种多样性提供了重要的进化生物学依据。
本研究成功构建了非洲菊的高质量染色体级别基因组图谱，系统注释了其编码基因和非编码基因，并揭示了其经历全基因组三倍化的进化历史。该参考基因组不仅为非洲菊的分子育种（如花卉性状改良）提供了精准的遗传信息基础，而且作为菊科植物的关键模式物种，其基因组资源将极大地推动对整个菊科植物乃至被子植物进化发育生物学的研究。这项发表于《DNA Research》的工作，是菊科植物基因组学研究的一项重要突破，具有深远的科学意义和应用前景。
