文章標題：The?Cissus quadrangularis?genome reveals its adaptive features in an arid habitat

期刊名稱：Horticulture Research

研究物種：方莖白粉藤

百邁客提供：Hi-C測序服務

2024年4月，Horticulture Research?在線發(fā)表了中國科學院武漢植物園等單位合作完成的題為《The?Cissus quadrangularis?genome reveals its adaptive features in an arid habitat》?的研究論文，主要報道了方莖白粉藤染色體級別的基因組組裝結果，并初步解析了其干旱適應性機制。

方莖白粉藤（Cissus quadrangularis）是葡萄科白粉藤屬多年生肉質藤本，主要分布于熱帶亞熱帶地區(qū)，具有很強的抗旱能力。方莖白粉藤的葉片和莖中的光合途徑不同，葉片中為C3途徑，而莖中為景天酸代謝（crassulacean acid metabolism，CAM）途徑，是研究植物干旱適應和CAM起源的好材料。

本研究利用150×二代基因組序列對方莖白粉藤的基因組特征進行了評估，結果表明其基因組大小約為680Mb，雜合率為4.09%，為異源四倍體（2n=4×=48）。結合HiFi和Hi-C測序技術組裝出染色體水平的基因組。根據(jù)方莖白粉藤與二倍體圓葉白粉藤基因組的親緣關系，將該基因組分為A和B亞基因組。等位基因的表達分析結果顯示A為主效基因組。系統(tǒng)進化分析表明方莖白粉藤與葡萄約在68.4個百萬年前發(fā)生分化，與圓葉白粉藤約在28.3 個百萬年前發(fā)生分化。方莖白粉藤基因組在近期還發(fā)生了一次全基因組二倍化事件，形成了異源四倍體。

多物種基因家族收縮擴張比較分析結果顯示，方莖白粉藤中LEA、R gene、CYP450等基因家族發(fā)生了擴張。此外，轉錄組分析結果顯示干旱條件下方莖白粉藤莖中角質、木質素和蠟質合成相關基因上調表達，有助于莖中的水分保持。以C3途徑的葉片為對照，利用轉錄組數(shù)據(jù)分析了莖中基因的表達規(guī)律，發(fā)現(xiàn)PPCK和NAD-ME等基因的表達有明顯的晝夜節(jié)律，可能與莖的CAM途徑相關。

本研究是該團隊成員在白粉藤屬植物圓葉白粉藤基因組組裝的基礎上，再次開展的對異源四倍體方莖白粉藤的基因組解析和干旱適應性探究。該工作豐富了白粉藤屬物種的基因組信息，為植物的抗旱性研究提供了新線索，也為葡萄科物種的進化研究提供了參考。

原文鏈接：

https://doi.org/10.1093/hr/uhae038

文章來源于園藝研究