福建农林大学发表Nature Genetics文章：高质量菠萝基因组

上海钦诚生物

2019/10/10 08:40

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菠萝是重要的热带水果和观赏植物，起源于南美洲，目前全球有88个国家和地区种植，海峡两岸地区是我国菠萝的主产区，我国菠萝年产值约占全球总产值的六分之一。菠萝由于受自交不亲和的影响，主要通过无性繁殖。对于无性繁殖的驯化，有假说认为是“一步到位”过程，即被驯化的作物与它的野生祖先之间只相隔一代，或少数几代，一旦一个品种被选定，选择的过程也就完成了。有性生殖对于菠萝的驯化过程是否有影响，也不清楚。

福建农林大学海峡联合研究院基因组与生物技术研究中心明瑞光教授团队发表了题为“The bracteatus pineapple genome and domestication of clonally propagated crops”的文章，在高质量菠萝基因组与菠萝驯化机制研究方面取得突破性进展。

这一研究发现公布在Nature Genetics杂志封面上，文章通讯作者为明瑞光教授，第一作者为陈立余副教授。

该研究在解析无性繁殖作物驯化机制方面取得了突破性进展。研究人员通过对89种栽培菠萝和野生种进行重测序，并开展群体遗传学基因结构分析、有丝分裂选择信号分析、减数分裂选择清除区域分析和同义、非同义位点频率普分析，证明菠萝驯化过程是有性生殖和“一步到位”共同起作用的。这是首次用大规模基因组序列数据来验证“一步到位”假说。该发现在概念上是全新的，并为如何研究有性和无性生殖过程对于无性繁殖作物家驯化的作用提供范例，为应用基因组选择快速驯化无性繁殖作物提供了理论依据。

此外，在该项研究中，研究人员还通过PacBio长片段测序和Hi-C辅助物理作图的方法，将观赏菠萝bracteatus CB5的基因组组装到染色体水平。这一高质量的基因组校正了已发表的水果菠萝F153基因组组装中的两处错误。

该项研究通过比较基因组学的手段，解析了菠萝中纤维素合成、花青素积累、高蛋白水解酶含量，糖分转运和自交不亲和机制产生的遗传学基础。