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这种长得像金鱼的花,登上了《Nature》子刊!

程红英 华大科技BGITech 2019-06-02

编者按

1月28日,由中国科学院遗传与发育研究所薛勇彪研究组华大基因等单位合作的金鱼草研究成果,在线发表在《Nature Plants》杂志上。该研究完成了金鱼草栽培品种JI7的基因组精细图谱,加速了该模型物种的基因组学和进化研究。以下是详细解读。


文章题目:《Genome structure and evolution of Antirrhinum majus L》

发表期刊:《Nature Plants》

发表时间:2019年1月28日

影响因子:11.471

主要研究团队:中国科学院遗传与发育生物学研究所、中国科学院大学、华大基因等


研究背景

金鱼草属多年生草本植物,车前科金鱼草属,拉丁名Antirrhinum majus L因花状似金鱼而得名。金鱼草是研究植物生长发育、转座子生物学和自交不亲和性的植物遗传和分子研究的重要模型。



研究方法

材料选择:栽培品种JI7

测序策略:PacBio 50X + 二代测序144X + RIL群体的48个子代重测序,每个测序深度8.2X


研究成果

1.  组装结果

Contig N50=0.73Mb; Scaffold N50=2.62Mb,基因组组装大小510Mb,注释了37,714个蛋白编码基因,覆盖97.12%组装基因组的Scaffolds锚定到8条染色体上。

 

2.  金鱼草基因组进化分析

对金鱼草、拟南芥、无油樟、 番木瓜、 水稻、 矮牵牛、 梅花、 葡萄等10个物种进行序列比较分析发现:车前科和茄科祖先大约6200万年前发生分化;大约4600-4900万年前,金鱼草发生了全基因组复制(WGD)事件。


图1 金鱼草基因组进化

 

3.  金鱼草花不对称相关基因家族分析

金鱼草作为花对称研究模型,前期研究表明TCP家族的两大类转录因子——CYC和DICH主要控制花对称。TCP族分为I类(PCF)和II类,II类又进一步分为CIN和CYC/TB1两个分支,CYC和DICH基因来自同一个亚家族,这个亚家族属于CYC/TB1分支。


研究人员在金鱼草中鉴定了30个TCP基因家族基因:13个I类基因和17个II类基因(10个在cin clade中,7个在cyc/tb1 clade中)。对同源基因的线性分析结果表明全基因组复制事件和串联重复导致TCP基因家族发生扩张,说明全基因组复制事件在金鱼草祖先进化出不对称花的过程中起着关键作用。


图2 金鱼草花不对称基因进化分析



本研究完成了金鱼草栽培品种JI7的基因组精细图谱,加速了该模型物种的基因组学和进化研究。以后,在花海里见到了这种长得像金鱼的花,会不会有一种特别的亲切感?


撰稿:程红英

编辑:市场部


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