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不结球白菜基因组研究取得重要进展

来源:南京农业大学 2021-01-05 13:04

 

 

南京农业大学侯喜林教授团队在不结球白菜基因组学研究中取得重要进展,相关成果以“A chromosome-level reference genome of non-heading Chinese cabbage [Brassica campestris(syn. Brassica rapa) ssp. chinensis]”发表于Horticulture Research上。该成果经过10多年的深入研究,揭示了不结球白菜维生素C和硫代葡葡糖苷营养物质的代谢机制,为优良性状分子设计育种奠定了坚实基础。同时也为国内外同行提供了不结球白菜的高水平参考基因组数据。

不结球白菜,俗称青菜、小白菜,原产中国,是最受大众喜爱的蔬菜之一,栽培面积由2005年的800万亩上升到现在的2,100万亩左右,已成为我国第三大蔬菜作物。该研究以不结球白菜‘苏州青’为材料,利用最新的测序手段,获得396.83Mb近完整的高质量的染色体级基因组,并对其功能进行注释,其ContigN50 2.83Mb。此基因组质量高于现有其它白菜基因组。根据这一新基因组,研究发现重复序列占全基因组的比例约为53%,并且注释得到了48,158个蛋白质编码基因。比较基因组分析证实,不结球白菜经历了一个与其他十字花科物种共享的全基因组三倍化(WGT)事件,这发生在与拟南芥共享的WGD事件之后,为研究芸薹属芸薹种亚种之间分化提供重要的依据。对维生素C和硫代葡萄糖苷(GSLs)合成和代谢途径相关基因进行了鉴定和比较分析,得到了串联复制导致的基因拷贝数变异,并且GSL基因在白菜基因组中发生了高度扩张。联合转录组分析,对相关基因的表达进行了探究,揭示了不结球白菜维生素C和硫代葡葡糖苷营养物质的代谢调控机制。

本项研究工作以作物遗传与种质创新国家重点实验室/农业农村部华东地区园艺作物生物学与种质创制重点实验室/园艺作物种质创新与利用教育部工程研究中心为第一单位,百迈客生物科技有限公司为第二单位。南京农业大学园艺学院侯喜林教授为该论文的通讯作者,李英教授和刘高峰博士后为同等贡献第一作者,南京农业大学刘同坤、张昌伟副教授,肖栋、陈飞讲师和百迈客生物科技有限公司的马立明、郑洪坤参与了该研究工作。本项研究得到了国家重点研发计划(2016YFD0101701)、国家大宗蔬菜产业技术体系(CARS-23-A-06)、国家自然科学基金(31872106)和国家青梗菜良种重大科研联合攻关项目(111821301354052283)的资助。(生物谷Bioon.com)

 

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