北京市農林科學院解密佛手瓜基因組及其果實生長發育調控機制

北京市農林科學院蔬菜研究中心（國家蔬菜工程技術研究中心）左進華副研究員團隊與英國諾丁漢大學Donald Grierson教授（英國皇家科學院院士、中國工程院外籍院士）團隊在國際上首次發布了高質量的佛手瓜基因組，通過三代測序技術結合Illumina測序和Hi-C技術，最終組裝基因組大小為606.42 Mb，共97.04%的測序序列被錨定在14對染色體上，其中包含473個contigs和103個scaffolds，N50長度分別為8.40 Mb和46.56 Mb，基因組中65.94%為重復序列，含有28 237個蛋白質編碼基因，為佛手瓜遺傳育種和基因發掘提供重要的基因信息。基因組比較分析和系統發育分析揭示了佛手瓜的進化歷程與物種親緣關系，通過與其他13個物種基因家族比較，發現佛手瓜與蛇瓜的進化關系最為密切，并在2 700萬～4 500萬年前由它們的共同祖先分化而來，同時研究發現佛手瓜在2 100萬～2 900萬年間發生了一次全基因組復制事件，是葫蘆科內的第3次全基因組復制事件，為佛手瓜基因進化研究提供了理論依據；此外，研究還對佛手瓜果實3個不同生長發育期的轉錄組和代謝組進行了系統分析，在果實生長發育前期，共鑒定出385個差異基因和34個差異代謝物，在果實生長發育后期，鑒定出1 033個差異基因和57個差異代謝物，這些差異基因和差異代謝物主要與佛手瓜果實生長發育過程中的植物激素、質地、風味、類黃酮生物合成有關，并據此構建了佛手瓜果實生長發育調控模型，為葫蘆科植物的基因組進化和果實生長發育調控機理研究提供了理論依據。

相關研究成果于2021年2月2日在線發表在《Horticulture Research》上。