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BGI深圳由北京农林科学院,华大基因研究所和其他研究所领导的国际团队完成了西瓜(Citrullus lanatus)的基因组序列和20个西瓜种质的重新测序

本研究中提出的基因组数据将影响未来西瓜遗传学和进化研究的努力,并为其他植物研究和作物遗传改良提供宝贵的资源

结果发表在Nature Genetics上

西瓜是一种重要的葫芦科植物,是除人类营养外还有助于粮食和经济安全的最重要的水果之一

它有利于甜,低热量,高纤维,营养丰富的特性 - 现在,还有更多

许多研究的证据表明,西瓜也是一种有用的基因研究作物,因为它的基因组大小很小,而且基因突变体和变异体种类繁多

在更深入地了解其分子育种和进化历史时,作物参考基因组的可用性极为重要

在Nature Genetics发表的西瓜基因组研究中,研究人员提出了东亚西瓜品种97103的高质量基因组序列,并重新测序了20种西瓜种质,涵盖了C. lanatus的遗传多样性

全基因组复制是被子植物的常见事件,并且代表了塑造现代植物核型的重要分子机制

为了获得现代葫芦科基因组结构的起源,研究人员分析了西瓜,黄瓜,甜瓜和葡萄之间的同线关系

他们提出了一个进化模型,通过从21个染色体的eudicot中间祖先过渡到81个裂变和91个融合,塑造了来自7个染色体eudicot祖先的11个西瓜染色体

许多西瓜品种具有狭窄的遗传多样性,并且易受大量疾病和害虫的影响

在这项研究中,研究人员重新测序了20种西瓜种质,代表了三种不同的C. lanatus亚种

正如所料,野生西瓜比品种具有更大的遗传多样性

结果为西瓜改良提供了遗传机会

西瓜作物遭受多种疾病的严重损失

研究人员迫切需要研究分子基础,以更好地改善这种重要作物的病原体抗性

本研究结果表明,许多抗性基因位于簇的染色体上,表明串联重复可能成为西瓜基因组抗性基因的进化基础

此外,该研究的证据支持了先前的假设,即西瓜驯化过程中大部分抗病基因已经丢失

综合基因组学和转录组学分析对西瓜和黄瓜中含有韧皮部血管的方面提供了重要的见解

值得注意的是,西瓜韧皮部含有118个转录因子(TFs),而在黄瓜中仅鉴定出46个TF,并且两个中有32个TF退出

此外,该团队还发现了几个与有价值的水果品质特征相关的基因,包括糖积累和瓜氨酸代谢

BGI项目经理张建国说:“高质量的基因组序列为西瓜的进一步研究开辟了一条新途径

数据资源可以作为一种强有力的工具,用于更好地探索重要经济特征和监管网络的潜在机制,并进一步促进改良

它还将促进葫芦科作物的进化研究和其他基本生物学研究,如糖代谢

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