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加快打造原始創(chuàng)新策源地，加快突破關(guān)鍵核心技術(shù)，努力搶占科技制高點，為把我國建設(shè)成為世界科技強國作出新的更大的貢獻。

——習近平總書記在致中國科學院建院70周年賀信中作出的“兩加快一努力”重要指示要求

面向世界科技前沿、面向經(jīng)濟主戰(zhàn)場、面向國家重大需求、面向人民生命健康，率先實現(xiàn)科學技術(shù)跨越發(fā)展，率先建成國家創(chuàng)新人才高地，率先建成國家高水平科技智庫，率先建設(shè)國際一流科研機構(gòu)。

——中國科學院辦院方針

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武漢植物園等發(fā)表高質(zhì)量染色體級醋栗番茄基因組序列

2020-12-02 武漢植物園

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　　該研究采用PacBio + Hi-C策略，組裝了一個高質(zhì)量染色體級的醋栗番茄LA2093基因組序列。LA2093是一個重要的醋栗番茄品系，擁有優(yōu)良的抗病性、抗逆性和高番茄紅素含量等優(yōu)異性狀，被用作父本材料，參與構(gòu)建了一個重組自交系群體，廣泛用于抗性和果實品質(zhì)相關(guān)的基因定位。通過LA2093與現(xiàn)代栽培品種Heinz 1706的參考基因組的比較分析，鑒定了92000多個基因組結(jié)構(gòu)變異（SVs），其中包括11個長度超過一百萬堿基對的超大型SVs。研究人員利用約600個包括野生和栽培番茄品系在內(nèi)的基因組數(shù)據(jù)，比較分析番茄馴化、改良和現(xiàn)代育種中被選擇的SVs，發(fā)現(xiàn)大量受選SVs與已知的重要育種性狀相關(guān)基因重疊，包括果實重量、果實成熟、番茄紅素含量及含糖量等，這些SVs對相關(guān)基因的表達水平有顯著影響。表達數(shù)量性狀位點（eQTL）分析可以檢測到一些熱點區(qū)域，這些區(qū)域含有控制重要性狀的主要調(diào)控因子。該研究利用基于SVs的eQTL分析發(fā)現(xiàn)了影響類黃酮生物合成和表皮蠟質(zhì)積累等的熱點區(qū)域和主要調(diào)控因子，對改良果實品質(zhì)和延長貨架期具有潛在應(yīng)用價值。

　　該研究得到的高質(zhì)量醋栗番茄LA2093基因組及鑒定得到的SVs為將來的番茄生物多樣性育種和相關(guān)的科學研究提供了豐富資源。相關(guān)成果于近日以Genome of Solanum pimpinellifolium provides insights into structural variants during tomato breeding為題發(fā)表在Nature Communications上。美國康奈爾大學及中國科學院植物種質(zhì)創(chuàng)新與特色農(nóng)業(yè)重點實驗室、武漢植物園為論文共同完成單位，武漢植物園園藝植物基因組與分子改良學科組研究員高磊為論文共同第一作者。

　　論文鏈接

圖1 醋栗番茄LA2093基因組及結(jié)構(gòu)變異

圖2 受選結(jié)構(gòu)變異及其對番茄紅素累積相關(guān)基因表達的影響

圖3 基于SVs的eQTL分析

　　醋栗番茄是栽培番茄的野生祖先種，以其優(yōu)異的抗性、濃郁的風味、可與栽培番茄直接雜交、快速轉(zhuǎn)育優(yōu)良性狀等特點，廣泛用作現(xiàn)代番茄育種的重要種質(zhì)資源。其基因組和遺傳多樣性的研究，對充分挖掘該野生種質(zhì)資源的育種潛力和價值，促進番茄產(chǎn)業(yè)發(fā)展意義重大。因此，醋栗番茄的基因組研究受到研究者關(guān)注，此前已有個別基因組草圖發(fā)布，但是，這些草圖并不完整，高度碎片化，限制了它們在育種和科學研究中的應(yīng)用。
　　該研究采用PacBio + Hi-C策略，組裝了一個高質(zhì)量染色體級的醋栗番茄LA2093基因組序列。LA2093是一個重要的醋栗番茄品系，擁有優(yōu)良的抗病性、抗逆性和高番茄紅素含量等優(yōu)異性狀，被用作父本材料，參與構(gòu)建了一個重組自交系群體，廣泛用于抗性和果實品質(zhì)相關(guān)的基因定位。通過LA2093與現(xiàn)代栽培品種Heinz 1706的參考基因組的比較分析，鑒定了92000多個基因組結(jié)構(gòu)變異（SVs），其中包括11個長度超過一百萬堿基對的超大型SVs。研究人員利用約600個包括野生和栽培番茄品系在內(nèi)的基因組數(shù)據(jù)，比較分析番茄馴化、改良和現(xiàn)代育種中被選擇的SVs，發(fā)現(xiàn)大量受選SVs與已知的重要育種性狀相關(guān)基因重疊，包括果實重量、果實成熟、番茄紅素含量及含糖量等，這些SVs對相關(guān)基因的表達水平有顯著影響。表達數(shù)量性狀位點（eQTL）分析可以檢測到一些熱點區(qū)域，這些區(qū)域含有控制重要性狀的主要調(diào)控因子。該研究利用基于SVs的eQTL分析發(fā)現(xiàn)了影響類黃酮生物合成和表皮蠟質(zhì)積累等的熱點區(qū)域和主要調(diào)控因子，對改良果實品質(zhì)和延長貨架期具有潛在應(yīng)用價值。
　　該研究得到的高質(zhì)量醋栗番茄LA2093基因組及鑒定得到的SVs為將來的番茄生物多樣性育種和相關(guān)的科學研究提供了豐富資源。相關(guān)成果于近日以Genome of Solanum pimpinellifolium provides insights into structural variants during tomato breeding為題發(fā)表在Nature Communications上。美國康奈爾大學及中國科學院植物種質(zhì)創(chuàng)新與特色農(nóng)業(yè)重點實驗室、武漢植物園為論文共同完成單位，武漢植物園園藝植物基因組與分子改良學科組研究員高磊為論文共同第一作者。
　　論文鏈接
　　圖1 醋栗番茄LA2093基因組及結(jié)構(gòu)變異
　　圖2 受選結(jié)構(gòu)變異及其對番茄紅素累積相關(guān)基因表達的影響
　　圖3 基于SVs的eQTL分析

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