杨树是世界上分布最广、适应性最强的树种之一。由于其生长速度快，营养繁殖方法简单，遗传操作适应性高，已成为林木领域林木遗传和分子生物学研究的模式物种。杨树为雌雄异株，导致基因组杂合度较高，成为基因组学及分子生物学研究的障碍。近年来，尽管已经有一些杨树基因组被报道，然而，由于基因组中存在高度杂合性和高度重复的序列，目前已发表的基因组组装多数不是高度连续的，并且在重复区域、着丝粒和端粒区域的组装并不完整。目前还未见关于杨树完整着丝粒序列组装的相关报道，导致杨树着丝粒序列特征仍不清晰。
2024年5月，Forestry Research 在线发表了东北林业大学曲冠证教授团队题为A nearly gapless, highly contiguous reference genome for a doubled haploid
line of Populus ussuriensis, enabling advanced genomic studies 的研究论文。
植物单倍体具有基因组纯合特点，在基因组测序组装方面具有明显的优势。该研究通过花药离体培养获得了一批大青杨（Populus ussuriensis）单倍体愈伤组织（图1），并选择了一个双单倍体株系开展基因组测序研究，之后利用PacBio HiFi测序、Illumina测序和Hi-C测序相结合的策略进行从头组装，得到一个端粒到端粒（T2T）的高质量的杨树基因组（图2）。该研究提供了杨树端粒和着丝粒序列精确的组成和分布情况，为杨树基因组的多项研究提供了宝贵的资源。该研究首次解析了杨树所有19条染色体的高分辨率着丝粒区域，揭示着丝粒区域在核型形成中的作用，以及它们对物种形成过程的影响，有力推进着丝粒进化方面的研究。此外，新的组装结果表明了着丝粒与着丝点蛋白的相互作用以及它们在植物人工染色体开发中的潜力，为探索杨树着丝粒的遗传和基因组功能创造了更多机会。该项研究提供了不可或缺的杨树基因组资源，将有效推动杨树比较基因组学、遗传学、表观遗传学研究和杨树分子育种研究的进展。
![]()
图1 双单倍体愈伤组织的诱导 (A) Flowchart illustrating the procedure of the DH callus induction
and characterization. (B) Floral stage of male catkin used for anther culture.
Bar = 1 cm. (C) Mid-to-late uninucleate microspores (unstaining). Bar = 25 µm.
(D) DAPI staining of mid-to-late uninucleate microspores. Bar = 25 µm. (E)
Calli induced from the anthers that were cultured on the callus induction medium.
图2 大青杨和毛果杨基因组之间的共线性以及端粒和着丝点结构 (A)
Collinearity between the genomes of P.
ussuriensis and P. trichocarpa (gray lines). The red triangles mark
the positions of telomere sequence repeats. The black rectangles illustrate the
positions of gaps. (B) Structural delineation of P. ussuriensis Chromosome 07 centromere that corresponds to an unfilled gap in P.
trichocarpa genome. (C) Structural delineation of P. ussuriensis Chromosome 13 centromere that corresponds to an unfilled gap in the P.
trichocarpa genome.东北林业大学曲冠证教授，陈肃教授和由香玲教授为论文共同通讯作者，刘文轩博士为论文第一作者。密歇根理工大学卫海荣教授、北卡罗莱纳州立大学Ronald R. Sederoff 教授、东北林业大学博士后刘彩霞和博士生陈嵩均对该研究提供了技术支持和修改意见。本项目得到国家重点研发计划（2021YFD2200203）、黑龙江省重点研发计划（GA21B010）、中央高校基本科研经费项目（2572023CT19）和黑龙江省博士后资助项目（LBH-Z21097）资助。
Forestry Research 是一本专注于林学领域的期刊，一本全新的国际化的、开放获取的、具有严格的编辑筛选和同行评审流程的期刊。主要发表与森林科学和多个相关领域的研究论文、方法、综述和观点；涵盖范围从分子到种群，再到生态系统。期刊主编由美国密歇根理工大学林业资源与环境学院卫海荣教授担任，北京林业大学钮世辉教授担任期刊执行主编。目前期刊已被Scopus、DOAJ、CABI等大型数据库收录。
期刊官网：
www.maxapress.com/forres
投稿网址：
mc03.manuscriptcentral.com/forres
![]()
添加小编微信，邀您进《林学研究》交流群。
群内将不定期举办各种学术活动。
![]()
点击“阅读原文”，查看文章原文
