板栗是世界上重要的生態經濟兼用樹種。作為干果類樹種，其栽培品種多由實生選育得到，品種間遺傳差異極大，單個品種的基因組很難代表主栽品種的遺傳特性。典型模式植物的基因組數據庫很難直接應用到經濟林干果類樹種的遺傳研究上。因此，通過泛基因組分析，構建經濟林樹種自己的基因組數據庫，對于揭示各個品種特異性狀的遺傳基礎意義重大。近日，北京市農林科學院林業果樹研究所蘭彥平團隊在《Frontiers In Plant Science》在線發表了題為“Pan-genome analysis of three main Chinese chestnut varieties”的研究論文。
該研究以林果所自主選育的特色板栗良種 ‘燕紅' （YH，易修剪品種）、’燕山早生‘（ZS，早熟品種） 和’黑山寨7號‘（H7，耐旱品種）為試驗材料，基于納米孔測序技術（Nanopore）、Illumina HiSeq X和Hi-C技術，獲得了三個高質量染色體水平的板栗基因組。通過同源基因鑒定和基因家族聚類分析，發現H7、YH和ZS分別有159、131和91個特有的基因家族。通過全基因組比對分析，尋找三個樣本基因組間的存在/缺失變異（PAV）信息，發現H7、YH和ZS中分別存在2364、2232和1475個特有基因。
糯性是板栗最重要的食用品質之一。然而，關于板栗中糯性基因報道卻很少。通過與近緣種比對，發現板栗中與糯性相關的基因家族GBSS II存在擴張。為了進一步探索該家族進化趨勢，本研究針對所有GBSS蛋白和相關家族成員進行了系統的發育分析。研究表明板栗中的GBSS II-b分支比近源物種多個成員。
此外，依托國家林草局板栗工程中心，構建了首個板栗基因組數據庫www.chestnutgenome.cn，為瀏覽基因組（JBrowse）、搜索序列（BLAST）和設計引物提供了工具。
本研究通過第三代基因組測序技術及泛基因組分析，發現了各主栽品種基因組間的顯著差異及特有基因，并部分解釋了板栗糯性風味的遺傳基礎，為實現早熟、抗旱及宜機械化修剪的優質板栗品種的聚合育種打下基礎。該論文由北京市農林科學院林業果樹研究所完成，胡廣隆副研究員為第一作者，蘭彥平研究員為本文通訊作者，得到國家重點研發計劃和院科技創新能力建設專項基金資助。
日期：2022-11-16
該研究以林果所自主選育的特色板栗良種 ‘燕紅' （YH，易修剪品種）、’燕山早生‘（ZS，早熟品種） 和’黑山寨7號‘（H7，耐旱品種）為試驗材料，基于納米孔測序技術（Nanopore）、Illumina HiSeq X和Hi-C技術，獲得了三個高質量染色體水平的板栗基因組。通過同源基因鑒定和基因家族聚類分析，發現H7、YH和ZS分別有159、131和91個特有的基因家族。通過全基因組比對分析，尋找三個樣本基因組間的存在/缺失變異（PAV）信息，發現H7、YH和ZS中分別存在2364、2232和1475個特有基因。
糯性是板栗最重要的食用品質之一。然而，關于板栗中糯性基因報道卻很少。通過與近緣種比對，發現板栗中與糯性相關的基因家族GBSS II存在擴張。為了進一步探索該家族進化趨勢，本研究針對所有GBSS蛋白和相關家族成員進行了系統的發育分析。研究表明板栗中的GBSS II-b分支比近源物種多個成員。
此外，依托國家林草局板栗工程中心，構建了首個板栗基因組數據庫www.chestnutgenome.cn，為瀏覽基因組（JBrowse）、搜索序列（BLAST）和設計引物提供了工具。
本研究通過第三代基因組測序技術及泛基因組分析，發現了各主栽品種基因組間的顯著差異及特有基因，并部分解釋了板栗糯性風味的遺傳基礎，為實現早熟、抗旱及宜機械化修剪的優質板栗品種的聚合育種打下基礎。該論文由北京市農林科學院林業果樹研究所完成，胡廣隆副研究員為第一作者，蘭彥平研究員為本文通訊作者，得到國家重點研發計劃和院科技創新能力建設專項基金資助。
日期：2022-11-16
