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赖锦盛教授课题组完成糜子的高质量基因组组装

来源:中国农业大学农学院  |   作者:   |  发布日期: 2019-07-16   |  阅读次数:2293次

  

 

近日,中国农业大学赖锦盛教授团队在糜子基因组组装和比较基因组学领域取得重要进展。相关研究成果以“Chromosome conformation capture resolved near complete genome assembly of broomcorn millet”为题,于2019年1月25日发表在国际著名学术期刊Nature Communications上。


中国传统“五谷”中的糜子是起源于中国的古老作物,相关文献报道糜子在中国已经有超过1万年的栽培历史,是少数最古老的农作物之一。糜子古代文献中出现的黍和稷分别为糥性和非糯性的糜子,在中华农耕文化中具有重要地位。同时,糜子具有较短的生长周期以及极强的非生物胁迫抗性,也是典型C4高光效作物。然而,糜子的基因组资源极其匮乏,严重制约了糜子这一重要而古老的农作物的遗传改良。

糜子(中国农业科学院杂粮作物首席科学家刁现民研究院供图)

糜子(中国农业科学院杂粮作物首席科学家刁现民研究院供图)

赖锦盛教授课题组利用PacBio测序技术、BioNano光学图谱结合Hi-C技术对优良的糜子材料陇糜4号进行了测序和基因组组装,获得了高质量的基因组序列(Contig N50 = 2.55 Mb,Scaffold N50 = 8.24 Mb)。结合Hi-C的染色体聚类方法将~98.9%的scaffolds序列锚定到18条糜子染色体上。在陇糜4号基因组中共注释了63671个蛋白编码基因。有意思的是,糜子中大约86%与谷子共线性的基因在糜子中都保留了两个拷贝,这一结果与另一重要四倍体作物玉米中严重的基因丢失形成鲜明的对比。高质量的糜子基因组序列不但为糜子的遗传改良提供了坚实的基础,也为柳枝稷等其他重要黍族作物的比较基因组学和遗传改良提供重要帮助。

糜子的高质量基因组组装

中国农业大学为该论文的第一完成单位。博士后史俊鹏,硕士研究生马旭旭和博士研究生张继红为本文的共同第一作者。农业生物技术国家重点实验室、国家玉米改良中心、作物功能基因组和分子育种中心的赖锦盛教授和宋伟彬副教授为本文的共同通讯作者。该研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金的经费支持。

原文链接:https://www.nature.com/articles/s41467-018-07876-6

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