流苏树(Chionanthus retusus L.),属于木犀科(Oleaceae)流苏树属 (Chionanthus)落叶乔木,是我国重要的乡土树种、优良的园林绿化及荒山造林树种。流苏树花期,满树繁花,如雪覆盖,清丽宜人,香气四溢,又被称为‘四月雪’。流苏树花形态的变异是流苏树重要的观赏性状,在选择和培育新品种的过程中引起了人们的极大关注。高质量基因组的发布,对于流苏树优异种质资源的挖掘、新品种的选育和观赏性状的研究具有重要意义。研究选取了一种流苏树新品种——雪早花(Chionanthus retusus cv. Xuezaohua)为实验材料,应用PacBio HiFi和ONT三代测序技术、Illumina高通量测序技术以及Hi-C三维染色质构象测序技术,成功组装了首个高质量、无间隙流苏树参考基因组。组装的两个雪早花单倍型基因组大小分别为687 和 683 Mb,contig N50为31.57 Mb,BUSCO评分为99.3%,成功解锁了流苏树基因组中端粒和着丝粒区域,对流苏树基因组学及分子育种研究具有重要的参考意义;基因组进化分析发现,与木犀科其他物种相比,流苏树基因组只经历了两次全基因组复制事件。
2024年9月,Horticulture Research在线发表了山东农业大学李际红教授团队题为A telomere-to-telomere gap-free reference genome of Chionanthus retusus provides insights into the molecular mechanism underlying petal shape changes的研究论文。
为了深入解析流苏树花形态变异的分子调控机制,该研究通过表型和细胞学分析发现,流苏树花瓣维管组织的差异是流苏树花形态变异的主要原因。基于基因组的转录组分析,生长素相关基因负责花瓣形状的形成。最后,我们确定了一个流苏树花形态发育的关键基因,CrAUX/IAA20,在盛花期时,CrAUX/IAA20的表达量与花瓣维管组织表型呈现显著的负相关。功能验证发现,CrAUX/IAA20中第一个内含子的去除和保留导致了两个转录本的产生,CrAUX/IAA20表达水平的差异导致了花脉的变化。与缺乏第一个内含子的转录本相比,具有内含子的转录本导致转基因拟南芥花脉数量和长度的严重减少。我们的发现将加深人们对植物花形态发育的理解,并为木犀科植物的育种提供重要的理论支持。
https://doi.org/10.1093/hr/uhae249
Telomere-to-telomere and gap-free reference genome assembly of the kiwifruit Actinidia chinensis
https://doi.org/10.1093/hr/uhac264
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