近日，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院深圳農(nóng)業(yè)基因組研究所（嶺南現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科學(xué)與技術(shù)廣東省實(shí)驗(yàn)室深圳分中心）張興坦團(tuán)隊(duì)發(fā)布了首個榕屬植物對葉榕端粒到端粒完整基因組,，修正了原有基因組中存在的大量的間隙和組裝錯誤,，大幅提升了對葉榕基因組的連續(xù)性,、完整性和準(zhǔn)確性,。相關(guān)研究成果發(fā)表在《園藝研究（Horticulture research）》上,。

榕樹是?？崎艑?00多種植物的統(tǒng)稱,，廣泛分布于熱帶和亞熱帶地區(qū),，榕屬植物包含6個亞屬,，分別是白肉榕亞屬、榕亞屬,、無花果亞屬,、糙葉榕亞屬、聚果榕亞屬和薜荔榕亞屬,，其中對葉榕（Ficus hispida）屬于聚果榕亞屬,，是典型的功能雌雄異株植物，解析對葉榕基因組對生物學(xué)性狀解析和基因功能的研究至關(guān)重要,，然而,，原有基因組中存在大量的信息缺失和組裝錯誤，阻礙了進(jìn)一步研究,。

因此,，研究團(tuán)隊(duì)綜合利用Pacbio HiFi、Oxford Nanopore ultra-long和Hi-C等多種測序技術(shù),，在原有基因組基礎(chǔ)上重新組裝,、完善，發(fā)布了首個榕屬植物對葉榕端粒到端粒（T2T）完整基因組,，該基因組大小371.8Mb,，N50為23.1Mb,，所有序列均掛載到14條染色體上，成功注釋了26642個編碼蛋白基因,，經(jīng)評估,，基因組完整度達(dá)98.7%，對葉榕T2T基因組的連續(xù)性,、完整性和準(zhǔn)確性均得到了大幅提升,。

對葉榕端粒到端粒基因組

在此基礎(chǔ)上,，研究基于不同性別的重測序數(shù)據(jù)reads覆蓋度,、Fst和Pi分析，將之前報(bào)道的 2Mb 雄性特異性區(qū)域擴(kuò)展為 7.2 Mb區(qū)域（圖2B和2C）,，該區(qū)域包含96.39%的重復(fù)序列,。基因注釋顯示,，該區(qū)域包含53個編碼蛋白基因,，除了之前報(bào)道的性別決定候選MADS-box基因AG2和AG3外，新預(yù)測了51個基因,?；蚩截悢?shù)研究顯示在常染色體區(qū)域還存在一個MADS-box蛋白基因AG1。轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn),，AG2和AG3在雄花不同發(fā)育時期高表達(dá),，雄性特異區(qū)域的基因表達(dá)極低，而AG1在不同性別不同組織中均有表達(dá)（圖2D）,，說明AG2和AG3是控制雄花發(fā)育的關(guān)鍵基因,；進(jìn)一步的甲基化分析發(fā)現(xiàn)，雄性特異區(qū)域基因的基因體和啟動子區(qū)域均呈現(xiàn)高甲基化狀態(tài)（圖2E）,，表明甲基化可能影響了該區(qū)域基因的表達(dá),。基于基因表達(dá)譜,，通過mutual ranking算法構(gòu)建了雄性和雌性花不同發(fā)育時期的基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò),；調(diào)控網(wǎng)絡(luò)揭示AG2和AG3調(diào)控雄蕊發(fā)育，AG1基因主要負(fù)責(zé)調(diào)控雌花的防御反應(yīng)和次生代謝過程,。本研究首次完成了榕屬對葉榕完整的T2T基因組和性別決定區(qū)域,，進(jìn)一步確定了性別候選基因，為研究榕屬植物重要特征和性別決定提供了重要資源,。

圖2 | 對葉榕基因組和性別決定區(qū)域

中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院深圳農(nóng)業(yè)基因組研究所博士后廖振陽為論文第一作者,，廖振陽博士后和張興坦研究員為論文共同通訊作者。中國科學(xué)院西雙版納熱帶植物園王剛研究員,、江西九江學(xué)院張化浩研究員等參與了該研究,。此研究得到了國家自然科學(xué)基金及江西省青年科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目的資助,。

原文鏈接：https://doi.org/10.1093/hr/uhad257