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富民枳(Poncirus polyandra)是蕓香科枳屬常綠小喬木(圖1),,云南特有種,,國(guó)家二級(jí)保護(hù)野生植物;經(jīng)多次資源調(diào)查確認(rèn)野外已滅絕,,2008年時(shí)僅保存有當(dāng)?shù)厝罕姀囊巴庖圃缘?1株,,是典型的極小種群植物,。富民枳常作為藥用植物治療咳嗽和風(fēng)濕,還能抑制新生血管形成,、降低腫瘤細(xì)胞的表達(dá)等,,同時(shí)也是一種有發(fā)展前途的柑橘砧木。
云南省林業(yè)和草原科學(xué)院的國(guó)家林草局云南珍稀瀕特森林植物保護(hù)和繁育重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,、云南省森林植物培育與開發(fā)利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和昆明市瀕危動(dòng)植物收容拯救中心合作,,通過10余年的富民枳瀕危機(jī)理研究和保護(hù)實(shí)踐,收集保存了富民枳種質(zhì)資源300余株,,培育苗木近10000株,,建立近地保護(hù)基地2個(gè)、遷地保護(hù)基地1個(gè)和回歸基地1個(gè),。在物種得到有效保護(hù)的基礎(chǔ)上,,重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室對(duì)富民枳遺傳資源的開發(fā)利用進(jìn)行了深入研究。
近期,,重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的珍稀瀕危和極小種群物種保護(hù)研究團(tuán)隊(duì)在查閱分析富民枳唯一近緣種“枳”的研究進(jìn)展基礎(chǔ)上,,采取MGISEQ-T7,、ONT long reads和Hi-C測(cè)序技術(shù)相結(jié)合的組裝策略獲得了富民枳高質(zhì)量的參考基因組,解析了其基因組進(jìn)化特征,。富民枳基因組大小~315.78 Mb,,包含52.23%的重復(fù)序列,其中長(zhǎng)末端重復(fù)反轉(zhuǎn)座子(LTR-RTs)占基因組的29.05%,;基因組含有21278個(gè)蛋白質(zhì)編碼基因,,占整個(gè)基因組大小的97.82%,其中20815個(gè)基因集被注釋(圖2),。同時(shí),,鑒定出與抗冷相關(guān)的17個(gè)快速進(jìn)化的核苷酸結(jié)合位點(diǎn)(NBS)基因和3個(gè)CBF基因、19個(gè)抗柑橘黃龍?。℉LB)基因,、11個(gè)抗柑橘速衰病毒(CTV)基因和1個(gè)抗柑橘線蟲基因。據(jù)估算,,富民枳和枳之間的分歧時(shí)間為196萬年前(圖3)。該研究是首次在基因組水平上對(duì)富民枳基因組進(jìn)行組裝和功能注釋,,結(jié)果將有助于進(jìn)一步對(duì)該物種開展遺傳,、基因組和分子等研究,并為其保護(hù)策略的制定提供理論依據(jù),。為培育抗冷柑橘品種,,充分挖掘并驗(yàn)證富民枳可作為柑橘屬抗冷砧木開發(fā)利用的潛力,該團(tuán)隊(duì)下一步將通過深度RNA,、miRNA轉(zhuǎn)錄組測(cè)序以及蛋白組分析,,研究富民枳在冷脅迫下的生理差異響應(yīng),揭示其對(duì)環(huán)境脅迫的適應(yīng)機(jī)理,;用分子生物學(xué)手段,,探討抗冷相關(guān)基因在冷脅迫下的表達(dá)水平,從分子水平闡述富民枳抗逆的遺傳基礎(chǔ),,尤其是和抗逆相關(guān)基因在富民枳抗冷中的調(diào)節(jié)機(jī)制,。
據(jù)悉,研究成果以Insights into identifying resistance genes for cold and disease stresses through chromosome-level reference genome analyses of Poncirus polyandra為題在線發(fā)表在Genomics上(https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0888754323000617?via%3Dihub),。研究團(tuán)隊(duì)張珊珊副研究員為論文的第一作者,,楊文忠研究員為論文的通訊作者。研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金(31960278)和云南省極小種群野生植物保護(hù)專項(xiàng)(2022SJ07X-07)的資助,。
圖1 富民枳
圖2 富民枳基因組特征
圖3 系統(tǒng)發(fā)育樹及分歧時(shí)間估計(jì)
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