河南农业大学完成柱型桃gap-free高质量基因组的de novo组装并解析桃分枝角度和单重/瓣花等性状形成机制
近日，Plant Biotechnology Journal在线发表了河南农业大学园艺学院冯建灿/谭彬教授团队题为“A gap-free genome of pillar peach (Prunus persicaL.) provides new insights into of branch angle and double flower traits”的研究论文。该研究完成了柱型桃gap-free高质量基因组的de novo组装，并结合比较基因组、杂交群体和自然群体重测序及转录组测序，解析了桃分枝角度和单重/瓣花等性状形成机制，为桃树型研究和桃花观赏品质提升和改良提供了理论依据。
桃主栽品种分枝角度大，树体结构复杂，需要大量人力和物力进行树体控制。柱型桃‘照手红’树体表现出分枝角度小的特点，为深入研究树型形成提供了理想材料。我们利用Nanopore Ultra-long测序和Hi-C辅助组装‘照手红’桃基因组，获得定位于8条染色体、大小为239.34Mb的首个桃gap-free基因组（图1a）。进一步利用多组织转录组数据对基因模型进行人工纠正，提升基因结构注释的准确度。此结果为桃基因组研究、基因定位和功能基因挖掘提供准确且可靠的工具。
分枝角度是影响树型发育的关键因素，通过柱型桃‘照手红’和7个普通型桃基因组的比较基因组、转录组分析筛选到与分枝角度性状紧密相关的基因PpTAC1，发现‘照手红’中PpTAC1存在长片段插入导致基因功能丧失，进一步分析发现其他10种柱型桃中PpTAC1编码区均存在插入或缺失变异，导致其功能丧失（图1b, c）。以上结果表明PpTAC1基因功能丧失是导致桃分枝角度变小的关键原因。
重瓣花观赏价值高，为探究桃花单/重瓣性状形成的分子机理，利用自然群体GWAS和杂交群体的BSA分析鉴定到单/重瓣花性状关键基因miR172d和PpAP2，二者基因突变是影响重瓣花性状形成的关键原因。当miR172d和PpAp2均正常时，miR172d可靶向降解PpAP2，形成单瓣花。当miR172d或其在PpAP2上的结合位点出现变异，导致miR172d无法降解PpAP2，而形成重瓣花（图1d-h）。
图1 基于‘照手红’桃基因组挖掘分枝角度和单/重瓣花性状形成的关键基因
该研究由河南农业大学园艺学院完成，冯建灿教授和谭彬教授为共同通讯作者，青年教师张海朋博士、连晓东博士、博士生高帆和硕士生宋聪豪为论文共同第一作者，郑先波教授、叶霞教授和李继东教授也参与此项研究。本研究得到国家自然科学基金青年基金（32102329）、河南省现代农业产业技术体系建设专项（HARS-22-09-G1）和河南农业大学高层次人才（30501339）等项目的资助。
原文链接：
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/pbi.14480
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