近日，中國農業科學院蔬菜花卉研究所蔬菜分子設計育種團隊和辣椒育種團隊聯合構建了辣椒基因組的高質量完成圖，相關成果以“The Gap-free Genome of Pepper Reveals the Transposable Element-driven Expansion and Rapid Evolution of Pericentromeres”為題發表在《植物通訊 （Plant Communications）》上。
辣椒（Capsicum annuum L.）是全球范圍內廣泛種植的蔬菜作物和調味品。辣椒基因組超過3 Gb，是其他常見茄科蔬菜如番茄、馬鈴薯基因組的3至4倍，基因組高度復雜。一年生辣椒栽培種“遵辣1號”（Zunla-1）于2014年完成了全基因組草圖（V2.0），是辣椒研究最常用的兩個參考基因組之一。但受限于當時的測序技術，Zunla-1_V2.0基因組的連續性和完成度較低。
該研究利用HiFi、Ultra-long和Hi-C等測序技術組裝了Zunla-1基因組，大小為3.08 Gb，contig N50 為167.63 Mb，成功獲得了完整無間隙（gap-free）、從端粒到端粒（T2T）的辣椒Zunla-1_v3.0基因組。基因組重復序列比例約為84%，共注釋到39,068個基因，并鑒定了大量抗病基因簇。辣椒著絲粒不具備典型衛星序列，根據著絲粒特異性三維互作模式，成功鑒定了全部12個著絲粒。結合序列、表觀和三維基因組學等特征，將染色體劃分為端粒區、臂區、近著絲粒區和著絲粒區。研究發現，辣椒的近著絲粒區域顯著膨大，基因稀疏且富集Gypsy逆轉座子，而Copia逆轉座子則相對富集在臂區，這種差異性分布可能與其表觀修飾模式相關。此外，近著絲粒區在物種間和物種內的差異都較其他區域更大，提示了重復序列導致的辣椒近著絲粒的膨大，促進了該區域的高可變性。該研究公布的辣椒參考基因組 Zunla-1_v3.0，相比先前版本質量顯著提升，將為今后的辣椒功能基因組學研究與分子育種等提供高效支撐（http://www.bioinformaticslab.cn/Pepperbase/）
中國農業科學院蔬菜花卉研究所張亢研究員、博士研究生王翔、陳姝敏副研究員為論文的共同第一作者，程鋒研究員和王立浩研究員為論文的共同通訊作者。中國農業科學院農業基因組研究所阮玨研究員參與了項目研究。該研究得到了蔬菜生物育種全國重點實驗室、國家自然科學基金、中國農業科學院科技創新工程與基本科研業務費等項目的資助。
論文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2590346224005935
日期：2024-11-04
辣椒（Capsicum annuum L.）是全球范圍內廣泛種植的蔬菜作物和調味品。辣椒基因組超過3 Gb，是其他常見茄科蔬菜如番茄、馬鈴薯基因組的3至4倍，基因組高度復雜。一年生辣椒栽培種“遵辣1號”（Zunla-1）于2014年完成了全基因組草圖（V2.0），是辣椒研究最常用的兩個參考基因組之一。但受限于當時的測序技術，Zunla-1_V2.0基因組的連續性和完成度較低。
該研究利用HiFi、Ultra-long和Hi-C等測序技術組裝了Zunla-1基因組，大小為3.08 Gb，contig N50 為167.63 Mb，成功獲得了完整無間隙（gap-free）、從端粒到端粒（T2T）的辣椒Zunla-1_v3.0基因組。基因組重復序列比例約為84%，共注釋到39,068個基因，并鑒定了大量抗病基因簇。辣椒著絲粒不具備典型衛星序列，根據著絲粒特異性三維互作模式，成功鑒定了全部12個著絲粒。結合序列、表觀和三維基因組學等特征，將染色體劃分為端粒區、臂區、近著絲粒區和著絲粒區。研究發現，辣椒的近著絲粒區域顯著膨大，基因稀疏且富集Gypsy逆轉座子，而Copia逆轉座子則相對富集在臂區，這種差異性分布可能與其表觀修飾模式相關。此外，近著絲粒區在物種間和物種內的差異都較其他區域更大，提示了重復序列導致的辣椒近著絲粒的膨大，促進了該區域的高可變性。該研究公布的辣椒參考基因組 Zunla-1_v3.0，相比先前版本質量顯著提升，將為今后的辣椒功能基因組學研究與分子育種等提供高效支撐（http://www.bioinformaticslab.cn/Pepperbase/）
中國農業科學院蔬菜花卉研究所張亢研究員、博士研究生王翔、陳姝敏副研究員為論文的共同第一作者，程鋒研究員和王立浩研究員為論文的共同通訊作者。中國農業科學院農業基因組研究所阮玨研究員參與了項目研究。該研究得到了蔬菜生物育種全國重點實驗室、國家自然科學基金、中國農業科學院科技創新工程與基本科研業務費等項目的資助。
論文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2590346224005935
日期：2024-11-04
