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繪制深紋核桃全基因組圖譜
核桃(Juglans regia)和深紋核桃(Juglans sigillata)是胡桃屬植物的兩個種。深紋核桃主要分布在我國西南地區(qū),,云南是深紋核桃的起源和分布中心,,核桃主要分布在我國北方地區(qū)。
針對深紋核桃基因組學(xué)研究成果空白的問題,同時,,為了回答深紋核桃的物種形成,、演化、遺傳結(jié)構(gòu),,營養(yǎng)品質(zhì)形成的遺傳基礎(chǔ),,以及對高原環(huán)境的適應(yīng)性等科學(xué)問題,也為了讓深紋核桃育種從1.0農(nóng)家育種+ 2.0雜交育種的時代迎頭趕上3.0分子育種時代,,云南省林業(yè)和草原科學(xué)院應(yīng)用二代測序技術(shù)(Illumina)和三代測序技術(shù)(Nanopore,、BioNano、Hi-C,、ONT超長讀長和Hi-Fi),,對漾濞泡核桃進(jìn)行了端粒到端粒高質(zhì)量的基因組圖譜繪制,主要完成了以下創(chuàng)新性工作:
一是精確掌握了深紋核桃的基因組結(jié)構(gòu)信息,。組裝出高質(zhì)量(BUSCO評估結(jié)果為99.1%)染色體水平的全基因組,,注釋了蛋白編碼基因(30387個)。二是驗證了深紋核桃是一個獨立的種,。系統(tǒng)發(fā)育樹分析表明,,深紋核桃和核桃約在4900萬年前分化,解決了學(xué)術(shù)界認(rèn)為深紋核桃是核桃的一個地理類型的爭論,。三是初步探明深紋核桃適應(yīng)高原氣候環(huán)境的遺傳基礎(chǔ),。篩選出與葉綠體防御機(jī)制、光合作用,、氨基酸代謝等系統(tǒng)密切相關(guān)的UVR8,、D27、NLP3等正選擇基因25個,,對揭示深紋核桃適應(yīng)云南高原強(qiáng)紫外線和高海拔環(huán)境提供了理論支撐,。
繪制的全球首個高精度深紋核桃基因組圖譜,對深入認(rèn)識深紋核桃適應(yīng)性和重要農(nóng)藝性狀形成的遺傳機(jī)制,、功能基因組學(xué)研究具有重要意義,,也為核桃資源高效利用和遺傳改良提供了參考。
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