核桃(Juglans regia)屬于胡桃科核桃屬,是世界重要的木本油料和珍貴用材樹種,核桃堅果位居世界“四大堅果”之首,具有很高的營養(yǎng)價值。我國是核桃資源大國,其核桃種植面積和產(chǎn)量均居世界首位。
中國林業(yè)科學(xué)研究院林業(yè)研究所聯(lián)合上海師范大學(xué)、中國科學(xué)院計算技術(shù)研究所和西藏農(nóng)牧學(xué)院開展了核桃基因組深入研究,他們基于二代和三代測序,并結(jié)合Hi-C、遺傳圖譜和物理圖譜獲得了核桃高質(zhì)量、染色體水平的基因組序列,該基因組大小為540 Mb,Contig N50為3.34 Mb,注釋了39,432個基因?;诟哔|(zhì)量基因組圖譜,對黑核桃、野核桃和核桃楸等5個種的contig序列進(jìn)行排序和定向,得到了5個種的假染色體級別基因組序列。共線性分析發(fā)現(xiàn)核桃的兩個亞基因組共同保留將近一萬個旁系同源基因,對全基因組復(fù)制時間的估計(大約兩千多萬年前)發(fā)現(xiàn),編碼基因每百萬年丟失的頻率為0.56%至1.62%,在進(jìn)化過程中亞基因組間同源區(qū)域中基因出現(xiàn)系統(tǒng)性的丟失或移除現(xiàn)象。
該研究成果于2020年1月31日在《Plant Biotechnology Journal》雜志以題為A high-quality walnut genome assembly reveals extensive gene expression divergences after whole-genome duplication(高質(zhì)量核桃基因組序列揭示了全基因組復(fù)制后顯著的基因表達(dá)分化)在線發(fā)表。高質(zhì)量的核桃基因組序列為核桃的遺傳改良以及核桃科植物的比較基因組學(xué)及演化研究奠定了重要的基礎(chǔ)。
中國林業(yè)科學(xué)研究院林業(yè)研究所張俊佩博士、上海師范大學(xué)張聞婷博士是論文的共同第一作者,中國林業(yè)科學(xué)研究院林業(yè)研究所裴東研究員是通訊作者。研究工作得到了林木遺傳育種國家重點實驗室的經(jīng)費(fèi)支持(CAFYBB2019ZY001)。