Scientific Data | 小麦近缘种顶芒山羊草首个基因组发布

学术 2025-01-08 00:01 海南

小麦作为全球主要粮食作物之一、其产量和品质影响着全球的粮食安全。然而，小麦的生产受到多种病原菌的挑战，如锈病、白粉病等。顶芒山羊草（Aegilops comosa，2n = 2x =14，基因组为MM），作为小麦的野生近缘种，对多种病虫害具有优良抗性，为小麦抗病育种提供了宝贵的基因资源。此前，由于缺乏参考基因组，这些优异基因的挖掘、克隆和转移利用受到极大的限制。

近日，北京大学现代农业研究院陈时盛研究员和合作者在Scientific Data期刊在线发表了一篇题为“Chromosome-scale assembly and annotation of the wild wheat relative Aegilops comosa”的研究论文。该研究对一份高抗多种锈病的顶芒山羊草材料PI 551049进行了基因组测序组装。

顶芒山羊草材料PI 551049对国际流行的强毒性秆锈菌生理小种TTKSK (Ug99)、TRTTF、TTTTF和我国秆锈菌小种都表现出高水平抗性，而另一些Aegilops comosa材料例如PI 551054则完全感病。为了更好的发掘抗病基因，该研究利用PacBio HiFi测序、Hi-C测序技术，成功构建了顶芒山羊草材料PI 551049的基因组，组装大小约4.47 Gb，contig N50为23.59 Mb，scaffold N50为619.05 Mb，通过BUSCO分析基因组完整性高达 97.30%，碱基质量值QV达到 43.23，验证了基因组序列的准确性和完整性，该基因组中约 86.30% 为重复序列。基于多种数据注释出 39,057个基因。值得注意的是，通过比较基因组分析发现顶芒山羊草2M染色体存在特殊的染色体内易位。该基因组的发布，不仅填补了顶芒山羊草基因组研究空白，更为未来该物种重要功能基因的发掘克隆和远缘杂交育种等研究提供了重要的数据基础。

图 1. 小麦近缘种顶芒山羊草材料PI 551049的基因组测序组装和分析

北京大学现代农业研究院李洪娜和Shams Ur Rehman为论文共同第一作者，北京大学现代农业研究院陈时盛研究员和吉林大学王乐副教授为共同通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金、山东省重点研发计划、国家重点研发计划和山东省青年泰山学者计划等项目的大力支持。

原文链接：https://www.nature.com/articles/s41597-024-04346-1#citeas

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