純三代向日葵基因組登上Nature

看見文章小編只能說「又一個基因組被純三代測序組裝給攻克了」，吃瓜子群眾看好了！

研究背景

向日葵是重要的經濟作物，其地位，小編不闡述了。想像一下，閑來無事，看看電視，嗑嗑瓜子是多麼的愜意！同時向日葵可以作為研究向光生長及花穗發育的模式生物。但是其基因組上存在大片段重複序列，導致基因組組裝困難，二代測序數據無法解決。

測序組裝策略

本文提供了一個由純三代數據組裝出的一個基因組。通過測序共得到了3,200W個三代單分子reads，測序深度為102×，最後組裝的基因組大小為3 Gb，包含有13,957個contig。後面利用4個高密度遺傳圖+1個物理圖譜，構建出了17條假染色體，掛在率在97%。需要指出的是，本次組裝出的基因組只佔到評估基因組大小的80%。

功能注釋

通過對向日葵基因組注釋，共預測出了52,232個編碼基因，5803個lncRNA，123個miRNA; 其中67個lncRNA及1,020個mRNA被鑒定為miRNA的靶基因。

重複序列

向日葵的基因組上，超過75%的序列為重複序列中的LTR類型，而在這些序列中有59%為Gypsy。通過計算LTR插入時間發現，大部分的插入事件發生在2~4 MYA間。

全基因組複製事件（WGD）

向日葵基因組高重複的原因除了轉座子插入事件外，還與其歷史上發生的多次全基因組複製事件相關。通過與WGD經典研究物種之間比較分析發現，除了在122~164 MYA，向日葵經歷了與其他物種共同發生的古多倍化事件（WGT-γ）外，向日葵還與洋薊，蝸居共同經歷了一次全基因組三倍化事件（WGD-1），在29 MYA又單獨發生了一次全基因組二倍化事件（WGD-2）。在這些過程中，向日葵的基因組染色體發生了多次斷裂及融合，最終發展成當前17條染色體。

向日葵重要農業性狀

作為重要經濟作物，文章中對向日葵的花期及油脂這兩個重要農業性狀進行了相關研究。

首先作者通過轉錄組測序獲得了不同組織器官的表達譜數據，同時構建了不同的激素水平和逆境壓力下的基因共表達網路。之後通過擬南芥花期相關資料庫，在向日葵中共找到了270個與擬南芥花期相關的旁系同源基因。另外通過對480個F1代個體進行GWAS分析，作者在基因組上找到了與花期相關的35個候選區域。這些區域與通過QTL定位獲得的區間相吻合，證實了結果的準確性。

關於種子含油量及質量性狀，作者構建了全基因組範圍內的代謝網路，在向日葵基因組中找到了與油脂合成相關的12條代謝通路，包含429個基因。通過對產油及不產油兩個群體的80份材料進行FST分析，作者發現與油脂代謝通路相關的基因在差異區域中能被富集。

小編總結

高質量的基因組勢必加速經濟作物的的科學育種，期待希望後續更多高質量基因組能夠發布！

文章標題

The sunflower genome provides insights into oil metabolism, flowering and Asterid evolution

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