近日，高立志教授带领的华南农业大学基因组学与生物信息学研究中心和中国科学院昆明植物研究所中国西南野生生物种质资源库等联合研究团队在杧果基因组学研究领域获得了重要进展，在生物学预印 本服务器（BioRxiv）公开发表了全球首个栽培杧果染色体级别的参考基因组序列。
杧果 （Mangifera indica L.） 是与柑桔、香蕉、葡萄、苹果并列齐名的世界五大水果之一，风味独特，营养价值丰富，素有“热带果王”的美誉，深受越来越多全球消费者的喜爱，也是我国著名的热带、亚热带特色果树之一。世界上至少有90个国家生产杧果，我国是除了印度、泰国等国家外的世界杧果主产国之一，种植历史悠久。据史料记载，我国从唐朝就开始种植杧果，上世纪60年代以来开始大规模种植，通过多年的育种试验，培育了贵妃、台农1号、凯特、红象牙等一系列优良栽培品种，杧果种植业也逐渐发展成为我国热带、亚热带重要的特色支柱产业。
虽然杧果的生产已经进入规模化、商品化的发展阶段，但在对其产量、抗性和品质的遗传改良以及优异种质资源的发掘利用仍然远远落后于其它众多的经济果树，杂合度较高是限制高质量杧果参考基因组获得的最大瓶颈。由高立志教授带领的研究团队攻克了这一难题，选用我国优良的杧果栽培种“红象牙”（杂合度约为1.8%）（图 1），结合单分子实时测序（SMRT）、Illumina测序技术和遗传图谱（图 2），于2020年2月23日在国际上首次获得并公开发布了染色体级别的杧果参考基因组序列。
图 1 完成基因组测序的杧果品种 （红象牙）
图 2 染色体级别的杧果参考基因组图谱
基于本研究团队十四年来组装复杂植物基因组 （山茶属植物基因组、橡胶基因组和人参属植物基因组等） 的丰富经验，最终获得了～372Mb的组装序列，ContigN50高达4.82Mb；通过改进了最新的基因组组装算法，同时获得～168.2Mb的高质量定相 （Phased） 基因组序列。这些定相基因组序列代表着来自亲本的不同等位基因，无疑为未来杧果优异新基因研究与发掘利用奠定了坚实的基础；结合高密度的杧果遗传图谱，最终将～367.06Mb （～98.77%） 的组装序列锚定到20条染色体上，ScaffoldN50长度高达18.77Mb。通过BUSCO对基因组完整性进行评估结果表明，完整性达到93.26%。LAI （LTRAssembly Index） 评估进一步表明，得到的基因组序列组装质量近乎媲美拟南芥参考基因组 （TAIR10） （图 3） 。本研究总共预测得到了34,529个蛋白编码基因，为未来世界杧果遗传育种提供了精准的基因信息。
图 3 杧果基因组的LAI（LTR Assembly Index）评估
杧果高质量参考基因组图谱的宣告完成，必将有力地促进杧果属乃至漆树科植物的基因组进化与栽培杧果的起源驯化研究，大大地推动杧果及其野生近缘植物的保护以及优异基因资源的挖掘利用，使得全球育种家可以通过基因组精准选择育种技术来培育高产、优质、抗病优良杧果新品种的培育。
来源：“植物种质资源与基因组学”公众号。论文链接：
https://www.biorxiv.org/cgi/content/short/2020.02.22.960880v1
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