山東省農業科學院果樹研究所甜櫻桃基因組測序研究獲得重大突破

2020年8月1日，山東省果樹研究所劉慶忠研究員團隊完成的題為“Chromosome-scale genome assembly of sweet cherry (PrunusaviumL.) cv. Tieton obtained using long-read and Hi-C sequencing”的重要成果在Horticulture Research在線發表。

該期刊是由南京農業大學與Nature出版集團(現Springer Nature)合作創辦的英文期刊，是Nature旗下唯一的園藝領域專刊，也是目前園藝領域唯一的一區中國SCI期刊。2019年JCR影響因子5.404，園藝一區TOP期刊(第1/36名)，植物科學一區(第16/234名)，遺傳學一區(第24/177名)。

劉慶忠研究員櫻桃團隊研究利用Oxford Nanopore、Illumina和Hi-C技術，獲得了一個中國主栽甜櫻桃品種美早的高質量染色體版本的甜櫻桃參考基因組，該基因組具有更高的連續性和完整性，將更有助于李屬物種比較基因組的研究，并為甜櫻桃的分子育種研究提供了高質量的參考基因組。

該研究獲得了相當于甜櫻桃基因組190X的Oxford Nanopore測序數據和136X的Illumina測序數據，通過MaSuRCA，Canu，wtdbg2和NECAT等組裝軟件組裝，再利用三代和二代測序數據進行校正，最后利用Purge Haplotigs去除冗余序列。通過比較不同組裝的BUSC評估結果，選取Complete BUSCOs為(97.4%)NECAT-medaka-NextPolish-Purge_Haplotigs的組裝結果進行后續分析，組裝總長度為344.29Mb，Contig N50=3.25Mb。該研究獲得了40.19Gb的Hi-C測序數據，利用Hi-C測序結果，通過ALLHiC軟件將99.59%(342.88Mb)的contig定位到8條染色體上，獲得了高質量染色體版本的甜櫻桃參考基因組。

通過同源分析、從頭預測和轉錄組輔助預測等方法對美早的基因組進行了注釋，共預測得到38275個基因，編碼了40338個蛋白序列，對其中的30416個蛋白序列進行了功能注釋。重復序列分析發現，美早的基因組共含有204.55Mb的重復序列，占到基因組序列的59.40%，這是已發表的李屬植物基因組中重復序列比例最高的，這也是甜櫻桃基因組組裝的難點之一。

這項成果充實了中國甜櫻桃分子育種領域研究內容，有助于櫻桃人了解甜櫻桃基因序列，也為分子育種和抗性相關研究提供了研究基礎。只有對甜櫻桃基因組了解越透徹，才能選育出更多更優質的品種，希望更多的櫻桃專家為中國櫻桃育種事業開創新局面，促進櫻桃產業蓬勃發展。

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