首个豆科绿肥作物染色体水平基因组组装完成

中国农业科学院农业资源与农业区划研究所肥料及施肥技术团队完成首个豆科绿肥紫云英染色体水平参考基因组组装，并利用比较基因组学解析了紫云英共生结瘤的遗传基础。该研究填补了豆科绿肥作物基因组学研究的空白，为豆科植物与根瘤菌共生提供了新的见解，相关研究成果发表在《植物通讯（Plant Communications）》上。研究团队运用第三代PacBio、二代Illumina技术及高通量染色体捕获技术进行全基因组测序，基因组全长595 Mb，重叠群（Contig N50）为1.41 Mb，基因组骨架（Scaffold N50）为78.42 Mb；有575 Mb基因组序列被定位到8条染色体上，挂载率高达96.66%。基因组中含有59.84%的重复序列，紫云英长末端重复序列的数量和长度明显扩增，导致紫云英基因组扩增。在进化过程中，紫云英与蝶形花亚科共有的全基因组复制事件中保留了关键的共生结瘤基因。查耳酮合成酶基因在紫云英等豆科物种中显著扩增，且在紫云英根部富集表达，从空间上为紫云英成功结瘤提供了必要的类黄酮信号。紫云英、苜蓿、大豆中抗病基因在根系中的表达高于根瘤，抗病基因在根系中的富集可能增强了根部的免疫，弥补共生过程中植物防御的减弱。