蒲瓜（Lagenaria siceraria (Molina) Standl），又称瓠瓜、葫芦、夜开花等，属于葫芦科葫芦属，原产于非洲撒哈拉以南地区，现已在全球多个地区广泛栽培。作为我国南方地区重要的特色瓜类蔬菜，蒲瓜的幼嫩果实口感清爽，营养丰富，含有丰富的维生素、胆碱、萜类和黄酮等生物活性成分，具有潜在的药用价值。但蒲瓜高质量基因组的缺乏不利于其相关分子机制的研究，阻碍了进一步的应用。
2024年11月，Horticulture Research上线了（Advance Access）北京市农林科学院农产品加工与食品营养研究所郑鄢燕团队与广东省农业科学院蔬菜研究所王敏团队题为Combined genomic, transcriptomic, and metabolomic analyses provide insights into the fruit development of bottle gourd (Lagenaria siceraria)的研究论文，揭示了蒲瓜基因组组成和进化关系及果实生长发育的分子调控机制。
本研究通过结合PacBio HiFi、ONT超长读长测序和Hi-C测序数据，成功组装了蒲瓜的基因组，总长度为298.67 Mb。在11条染色体中，有7条实现了从端粒到端粒的无间隙组装，Contig N50达到了28.55 Mb，共注释出24,439个蛋白编码基因。BUSCO评估显示，基因组的完整性达到了96.34%。通过基因组比较和系统发育分析，发现蒲瓜与西瓜的亲缘关系最近，大约在14.3至32.38百万年前发生分化。
该研究深入分析了蒲瓜果实在三个不同生长发育阶段的转录组和代谢组，研究发现，赤霉素GA4和Aux/IAA家族基因在果实的膨大和成熟中起着介导作用。在细胞壁动态调控方面，XTHs和EXPs酶类发挥了重要作用；在果实发育的早期阶段，主要以氨基酸和脂质的积累为主，而后期则以糖和萜类化合物的积累为主。GGAT2基因的表达水平与蒲瓜中谷氨酸的积累呈现正相关性，而SUS5和SPS4基因的表达水平与蔗糖积累水平相一致。这些研究结果为了解蒲瓜基因组的进化以及果实生长发育的调控机制提供了重要的理论基础。
北京市农林科学院联合培养博士研究生何雪莲、郑鄢燕副研究员和广东省农业科学院蔬菜研究所杨松光副研究员为本文的第一作者，北京市农林科学院左进华研究员、广东省农业科学院蔬菜研究所彭庆务研究员和王敏副研究员为本文的通讯作者。广东省农业科学院蔬菜研究所的林毓娥研究员、江彪研究员、谢大森研究员、刘文睿研究员及浙江省农业科学院蔬菜研究所汪颖副研究员参与了部分工作。
该研究工作得到了广东省农业科学院科技创新战略专项资金（高水平农科院建设）项目（R2021YJ-0G001）、2024年乡村振兴战略特设种业振兴项目（2022-440100-4301030107-0013）和北京市农林科学院瓜类协同创新中心建设（XTCX202301）等项目的资助。
文章链接：
https://doi.org/10.1093/hr/uhae113
Hortic Res | 广东省农业科学院蔬菜研究所通过染色体水平基因组组装和群体基因组学揭示节瓜强雌性型发育和驯化机制
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