近期，安徽師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院肖家欣教授團(tuán)隊(duì)在國(guó)際知名學(xué)術(shù)期刊《Fruit Research》（2021年創(chuàng)刊）上發(fā)表題為“Chromosome-level genome assembly and annotation of the native Chinese wild blueberry Vaccinium bracteatum”的研究論文，楊璐講師和李明會(huì)副教授為本文的共同第一作者，肖家欣教授與高軒副教授為本文共同通訊作者，安徽師范大學(xué)為第一作者單位。

 

　　烏飯樹(shù)（Vaccinium bracteatum Thunb.）是我國(guó)未被充分利用的本土野生藍(lán)莓種，適應(yīng)性強(qiáng)，廣泛分布于東南亞尤其是中國(guó)、日本和韓國(guó)。它是我國(guó)《開(kāi)寶本草》、《本草綱目》、《中藥大辭典》等典籍中記載的傳統(tǒng)藥用植物，其葉片及果實(shí)富含黃酮類化合物具有很高藥用價(jià)值和保健功能。在我國(guó)東部沿海地區(qū)依舊保留著利用烏飯樹(shù)葉蒸煮大米生產(chǎn)“烏米飯”這一古老習(xí)俗，至今已有1000余年的歷史。除了是一種傳統(tǒng)醫(yī)藥和當(dāng)?shù)貍鹘y(tǒng)食品外，它還被廣泛用作藍(lán)莓的砧木和藍(lán)莓品種的選育，具有極大的開(kāi)發(fā)利用價(jià)值。破譯烏飯樹(shù)基因組信息，是后續(xù)定位、發(fā)掘其關(guān)鍵性狀基因并研究基因功能的先決條件。

 

　　該研究結(jié)合Oxford Nanopore測(cè)序、Illumina測(cè)序和Hi-C輔助組裝技術(shù)，對(duì)烏飯樹(shù)進(jìn)行全基因組測(cè)序及組裝，測(cè)序獲得全長(zhǎng)569.81Mb、由36756個(gè)預(yù)測(cè)基因組成的高質(zhì)量全基因組序列，其中560.32Mb的序列可以掛載到12條染色體上，占比98.33%。該烏飯樹(shù)基因組組裝具有較高的完整度和連續(xù)性，達(dá)到了參考基因組級(jí)別。將包含烏飯樹(shù)在內(nèi)的七個(gè)物種（烏飯樹(shù)、黑樹(shù)莓、圓葉杜鵑、馬纓花、野草莓、葡萄、番茄）進(jìn)行比較基因組分析，結(jié)果顯示共鑒定到的基因家族數(shù)為30442個(gè)，其中共有的基因家族數(shù)為5929個(gè)，而烏飯樹(shù)特有的基因家族數(shù)為1400個(gè)。七個(gè)物種間的進(jìn)化分析顯示，烏飯樹(shù)與同為杜鵑花科的圓葉杜鵑和馬纓花親緣性較近，且分歧時(shí)間約為13~85百萬(wàn)年前。共線性基因之間的Ks值發(fā)現(xiàn)在0.67處有峰值，表明發(fā)生了一次全基因組復(fù)制事件。

 

　　基因家族收縮擴(kuò)張分析結(jié)果顯示烏飯樹(shù)中有336個(gè)基因家族發(fā)生了擴(kuò)張，9個(gè)發(fā)生收縮。PANTHER 注釋結(jié)果表明 MYB 基因家族、 F-BOX基因家族及 LRR 受體樣絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶基因家族等均屬于龐大的擴(kuò)張基因家族。Ka/Ks分析顯示烏飯樹(shù)中有298個(gè)正選擇基因，包括一些參與錯(cuò)配修復(fù)和過(guò)氧化物酶體功能的基因等。通過(guò)對(duì)烏飯樹(shù)不同成熟階段的果實(shí)及葉片進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組比較，分析得到和果實(shí)發(fā)育相關(guān)的重要基因在發(fā)育過(guò)程中的表達(dá)特點(diǎn)。這些差異表達(dá)基因包括類黃酮合成、糖酸代謝、MYB轉(zhuǎn)錄因子和激素調(diào)節(jié)基因。結(jié)果表明，烏飯樹(shù)果實(shí)中黃酮類物質(zhì)含量高的原因可能是因?yàn)榫幋a黃酮類合成的關(guān)鍵酶和部分關(guān)鍵的MYB轉(zhuǎn)錄因子在成熟果實(shí)中高表達(dá)的結(jié)果。

 

　　烏飯樹(shù)基因組圖譜的成功繪制，對(duì)揭示決定其適制性、風(fēng)味和品質(zhì)，以及烏飯樹(shù)全球生態(tài)適應(yīng)性的遺傳基礎(chǔ)都有重要促進(jìn)作用。

 

　　Fruit Research是一本開(kāi)放獲取的國(guó)際期刊，致力于傳播果樹(shù)研究領(lǐng)域的最新進(jìn)展，專注于發(fā)表本領(lǐng)域原創(chuàng)研究文章、綜述和方法和觀點(diǎn)。期刊主編由美國(guó)USDA-ARS劉宗讓教授擔(dān)任。本研究得到了安徽省重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目、安徽省自然科學(xué)基金和霍英東教育基金等項(xiàng)目的資助。

 

　　文章鏈接：https://doi.org/10.48130/FruRes-2022-0008。