我院果树研究所公布首个同源四倍体莲雾基因组
我院果树研究所许家辉研究团队联合中国农业科学院深圳农业基因组研究所团队在莲雾基因组学研究领域获得了重要进展，并以The Haplotype-resolved Autotetraploid Genome Assembly Provides Insights into the genomic evolution and fruit divergence in Wax apple （Syzygium samarangense (BI.) Merr.et Perry）为题于2023年10月在Horticulture Research公开发表了相关研究成果。
莲雾是桃金娘科蒲桃属热带特色果树，原产于马来群岛，于400多年前被引入中国，上世纪80年代在台湾迅速发展为区域特色产业。因莲雾果实形态独特，果皮色泽艳丽，全果可鲜食，口感清甜脆爽，富含多种对人体有益的抗氧化物，糖尿病者可食用，深受热带亚热带地区消费者的喜爱，是种植效益极高的特色果类之一。目前应用于商业生产的莲雾品种较少，且这些品种经长期的人工选择多为无种子或仅有少量种子，因此在选育种上传统的杂交育种效率低下。现代分子辅助育种技术将会极大改变莲雾育种难的现状，然而莲雾具复杂的遗传多样性，遗传背景复杂，缺乏基因组信息严重影响了其品种改良及进一步的开发利用。因此解析莲雾同源四倍体基因组对于构建基因组进化关系、挖掘优异基因、推进莲雾育种工作具有重要意义。
研究团队通过对PacBio subreads和Hi-C测序数据进行联合分析，获得1.59 Gb的同源四倍体莲雾的单倍型基因组序列，并注释获得74,888个高质量蛋白编码基因和24,016个等位基因。本研究建立了首个莲雾高质量基因组，分析基因组进化关系发现S. samarangense和E. grandis遗传关系最接近，揭示了三轮全基因组重复事件，并进一步探究了基因功能分化对莲雾果实重要性状的调控机制。此外，通过对35份莲雾种质的重测序分析，我们有效地区分了地方种与栽培种。在比较转录组分析的基础上，我们筛选出调控莲雾果实大小、糖代谢以及雄性不育的关键基因，如AP2在大果型品种‘Tub’中高表达，可能通过调节萼片发育调控果实大小；糖转运相关基SWEET和SUT基因在高糖品种‘ZY’中高表达，可能是其含糖量高的原因；调控绒毡层早期发育的关键基因DYT1和TDF1在雄性可育品种‘DK’中高表达，而在‘Tub’中表达较低，这些基因可能在莲雾的育性调控中发挥潜在的作用。基于高质量莲雾基因组组装、表达特征分析及功能分化研究，为重要性状的调控机制解析提供了新的证据，也为莲雾分子育种奠定了遗传学基础。
我院果树研究所副研究员魏秀清、中国农业科学院深圳农业基因组研究所陈敏博士为论文共同第一作者，我院果树研究所许家辉研究员为通讯作者。该研究得到福建省自然科学基金项目（2020J011361）、福建省农业高质量发展超越“5511”协同创新工程项目（XTCXGC2021016）等的资助。（文/果树研究所 李亮、汤礼梅）
图1 同源四倍体莲雾（S. samarangense）单倍型基因组组装总结
图2 莲雾果实大小及糖代谢相关基因的筛选
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