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賴錦盛教授課題組完成糜子的高質量基因組組裝

來源:中國農業大學農學院  |   作者:   |  發布日期: 2019-07-16   |  閱讀次數:8258次

  

 

近日,中國農業大學賴錦盛教授團隊在糜子基因組組裝和比較基因組學領域取得重要進展。相關研究成果以“Chromosome conformation capture resolved near complete genome assembly of broomcorn millet”為題,于2019年1月25日發表在國際著名學術期刊Nature Communications上。


中國傳統“五谷”中的糜子是起源于中國的古老作物,相關文獻報道糜子在中國已經有超過1萬年的栽培歷史,是少數最古老的農作物之一。糜子古代文獻中出現的黍和稷分別為糥性和非糯性的糜子,在中華農耕文化中具有重要地位。同時,糜子具有較短的生長周期以及極強的非生物脅迫抗性,也是典型C4高光效作物。然而,糜子的基因組資源極其匱乏,嚴重制約了糜子這一重要而古老的農作物的遺傳改良。

糜子(中國農業科學院雜糧作物首席科學家刁現民研究院供圖)

糜子(中國農業科學院雜糧作物首席科學家刁現民研究院供圖)

賴錦盛教授課題組利用PacBio測序技術、BioNano光學圖譜結合Hi-C技術對優良的糜子材料隴糜4號進行了測序和基因組組裝,獲得了高質量的基因組序列(Contig N50 = 2.55 Mb,Scaffold N50 = 8.24 Mb)。結合Hi-C的染色體聚類方法將~98.9%的scaffolds序列錨定到18條糜子染色體上。在隴糜4號基因組中共注釋了63671個蛋白編碼基因。有意思的是,糜子中大約86%與谷子共線性的基因在糜子中都保留了兩個拷貝,這一結果與另一重要四倍體作物玉米中嚴重的基因丟失形成鮮明的對比。高質量的糜子基因組序列不但為糜子的遺傳改良提供了堅實的基礎,也為柳枝稷等其他重要黍族作物的比較基因組學和遺傳改良提供重要幫助。

糜子的高質量基因組組裝

中國農業大學為該論文的第一完成單位。博士后史俊鵬,碩士研究生馬旭旭和博士研究生張繼紅為本文的共同第一作者。農業生物技術國家重點實驗室、國家玉米改良中心、作物功能基因組和分子育種中心的賴錦盛教授和宋偉彬副教授為本文的共同通訊作者。該研究得到了國家重點研發計劃、國家自然科學基金的經費支持。

原文鏈接:https://www.nature.com/articles/s41467-018-07876-6

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