近日,由中国林业科学研究院热带林业研究所徐大平团队和凌恩生物科技(深圳)有限公司合作完成的首个降香黄檀(DalbergiaodoriferaT.Chen)染色体水平基因组精细图谱在GigaScience期刊发表。

图片来源:文章在线截图

降香黄檀,别名黄花梨,花梨木,是豆科常绿中型树种。黄花梨起源于中国海南,并在广东、福建、浙江、广西、云南等地逐步引种栽培。黄花梨的心材抗虫,极耐腐,香气经久不灭,切面光滑,这些特点使得黄花梨成为研究优质心材形成机理的理想生物学模型。心材是指树木的中心部分,由不含活性的细胞和无功能木质组织组成,可以影响树木健康,进而对森林生态有着广泛的影响。除了优质木材的特性外,黄花梨的心材被传统中医称为降香,以黄花梨树干、根的干燥心材入药,具行气活血、止痢、止血功效,为国家药典收载的名贵药材之一。由于黄花梨具有极高药用和工艺品等价值,野生资源已遭毁灭性的破坏,被国家列为二级重点保护野生植物,以及被世界自然保护监测中心列入国际自然保护联盟红色名录。

黄花梨的横切面和基因组图谱Circos图。来源:原文Fig.S1和Fig.1

研究团队利用PacificBiosciences长读长测序和Illumina短读长测序,同时结合Hi-C技术得到了.46Gb高质量读长。组装完成后,黄花梨基因组大小约为.26Mb,contigN50为5.92Mb,ScaffoldN50为56.16Mb。重复序列占基因组的比例约为54.17%,注释得到30,个蛋白质编码基因。根据单拷贝基因的系统发育树和分化时间估算分析,发现黄花梨和花生(Arachisduranensis)在40.3Mya分开。另外,全基因组复制分析表明,在γ事件后,黄花梨又发生了一次全基因组复制,两次全基因组复制的时间分别是~66.12和~.93Mya。

黄花梨比较基因组学分析。来源:原文Fig.2

黄花梨染色体水平基因组精细图谱几乎是迄今为止已发布的豆科基因组中连续性最好的,该基因组图谱可作为研究森林保护与合理利用的另一个模式参考序列。高质量参考序列的公布,为讨论黄花梨的种群结构,探讨遗传多态性,剖析心材形成的分子机制提供了夯实基础,对黄花梨的遗传改良和保护具有战略意义。

中国林业科学研究院热带林业研究所洪舟教授和凌恩生物(深圳)有限公司高级生物信息分析工程师李江为共同第一作者,中国林业科学研究院热带林业研究所徐大平教授为通讯作者。



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