【科學(xué)網(wǎng)】蒲瓜基因組組裝和果實生長發(fā)育調(diào)控研究獲進(jìn)展
廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜研究所瓜類研究一室與北京市農(nóng)林科學(xué)院研究員左進(jìn)華團(tuán)隊合作，在廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技創(chuàng)新戰(zhàn)略專項資金（高水平農(nóng)科院建設(shè)）項目等的資助下，研究揭示了蒲瓜基因組組成和進(jìn)化關(guān)系及果實生長發(fā)育的分子調(diào)控機(jī)制。相關(guān)成果近日在線發(fā)表于《園藝研究》（Horticulture Research）。
蒲瓜又稱瓠瓜、葫蘆、夜開花等，屬于葫蘆科葫蘆屬，原產(chǎn)于非洲撒哈拉以南地區(qū)，現(xiàn)已在全球多個地區(qū)廣泛栽培。作為我國南方地區(qū)重要的特色瓜類蔬菜，蒲瓜的幼嫩果實口感清爽，營養(yǎng)豐富，含有豐富的維生素、膽堿、萜類和黃酮等生物活性成分，具有潛在的藥用價值。但蒲瓜高質(zhì)量基因組的缺乏不利于其相關(guān)分子機(jī)制的研究，阻礙了進(jìn)一步的應(yīng)用。
該研究通過結(jié)合PacBio HiFi、ONT超長讀長測序和Hi-C測序數(shù)據(jù)，成功組裝了蒲瓜的基因組，總長度為298.67 Mb。在11條染色體中，有7條實現(xiàn)了從端粒到端粒的無間隙組裝，Contig N50達(dá)到了28.55 Mb，共注釋出24,439個蛋白編碼基因。BUSCO評估顯示，基因組的完整性達(dá)到了96.34%。通過基因組比較和系統(tǒng)發(fā)育分析，發(fā)現(xiàn)蒲瓜與西瓜的親緣關(guān)系最近，大約在14.3至32.38百萬年前發(fā)生分化。
該研究還發(fā)現(xiàn)，赤霉素GA4和Aux/IAA家族基因在果實的膨大和成熟中起著介導(dǎo)作用。在細(xì)胞壁動態(tài)調(diào)控方面，XTHs和EXPs酶類發(fā)揮了重要作用；在果實發(fā)育的早期階段，主要以氨基酸和脂質(zhì)的積累為主，而后期則以糖和萜類化合物的積累為主。GGAT2基因的表達(dá)水平與蒲瓜中谷氨酸的積累呈現(xiàn)正相關(guān)性，而SUS5和SPS4基因的表達(dá)水平與蔗糖積累水平相一致。
該研究結(jié)果為了解蒲瓜基因組的進(jìn)化以及果實生長發(fā)育的調(diào)控機(jī)制提供了重要的理論基礎(chǔ)。
相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1093/hr/uhae335