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百迈客携手国内外多家院校完成世界首个猕猴桃全基因组测序

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由来自中国和美国的科学家们组成的研究小组,在一项研究中以中华猕猴桃(Actinidia chinensis)为材料,全面解析了首个猕猴桃全基因组序列信息,绘制了该物种的遗传图谱,并以此发现了这种水果的39,040种基因与包括土豆和西红柿在内的其他植物物种之间存在的许多遗传相似性。

同时,研究还揭示了数百万年前猕猴桃基因组中发生的两次重大进化事件。这项重要研究成果正式发表在了10月18日的《Nature Communications》杂志上。

合肥工业大学的刘永胜教授,美国康奈尔大学费章君博士以及北京百迈客生物科技有限公司的郑洪坤先生是这篇论文的共同通讯作者。猕猴桃起源于中国,是杜鹃花目蔓生木本植物,果实具有较高的营养价值和良好口感。

在20世纪初被作为一种优秀的经济作物广泛传播到世界各地。由于木本植物基因组杂合率远高于其他物种,测序和组装存在很大难度;而猕猴桃基因组的杂合率高达1.05%(绝大多数生物基因组杂合率< 0.5%),故该项研究结合了百迈客自主研发的SLAF-seq技术辅助进行了基因组组装,具有很高的学术价值。

研究采用红阳品种猕猴桃,使用Illumina Hiseq2000测序方法,140X覆盖度,利用包含4,301个SLAF标记的高密度遗传图谱辅助scaffold序列组装到29个染色体上,最终结果获得基因组大小为616.1Mb,包含39,040个基因,高杂合率(1.05%),scaffold N50为647K,远超国际同类型物种基因组组装水平。

基于全面完整的全基因组序列信息,科学家们进一步观察到猕猴桃DNA存在高比例的相似性,进而揭示出在大约2700万和8000万年前,猕猴桃在细胞分裂过程中发生了两次不同寻常的重大变异事件:在基因组发生加倍事件导致广泛的基因扩增之后,又发生了大规模的基因缺失。

在基因复制过程中,额外的基因频繁发生突变,产生了猕猴桃全新的功能。参与调控猕猴桃重要经济特征,例如水果维生素C、类黄酮和类胡萝卜素代谢的基因大量增加。

研究同时比较分析了猕猴桃与西红柿、水稻、葡萄和拟南芥的基因组信息,揭示出大约8000种基因共同存在于这5个物种中,并描绘了包括与生长、成熟、营养代谢和抗病性相关的发育基因的进化关系。

Kiwifruit genome assembly statistics


Anchoring the Hongyang genome assembly to the diploid kiwifruit reference genetic map.




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