近日，Horticulture Research在線發(fā)表了林學(xué)院李際紅教授課題組題為A telomere-to-telomere gap-free reference genome of Chionanthus retusus provides insights into the molecular mechanism underlying petal shape changes的研究論文，構(gòu)建了流蘇樹首個(gè)T2T無(wú)間隙參考基因組，挖掘了流蘇樹花形態(tài)相關(guān)基因，解析了其花形態(tài)差異的分子機(jī)制。

流蘇樹（Chionanthus retusus L.），屬于木犀科（Oleaceae）流蘇樹屬 （Chionanthus）落葉喬木，是華北地區(qū)重要的鄉(xiāng)土樹種，也是優(yōu)良的園林綠化觀賞樹種。研究選取了一種流蘇樹新品種——雪早花（Chionanthus retusus cv. Xuezaohua）為實(shí)驗(yàn)材料，應(yīng)用PacBio HiFi和ONT三代測(cè)序技術(shù)，成功組裝了首個(gè)高質(zhì)量、無(wú)間隙流蘇樹參考基因組。組裝的兩個(gè)雪早花單倍型基因組大小分別為687 和 683 Mb，contig N50為31.57 Mb，BUSCO評(píng)分為99.3%，成功解鎖了流蘇樹基因組中端粒和著絲粒區(qū)域，對(duì)流蘇樹基因組學(xué)及分子育種研究具有重要的參考意義。通過表型和細(xì)胞學(xué)分析發(fā)現(xiàn)，流蘇樹花瓣維管組織的差異是流蘇樹花形態(tài)變異的主要原因。在基于基因組的轉(zhuǎn)錄組分析中，生長(zhǎng)素相關(guān)基因負(fù)責(zé)花瓣形狀的形成。最后，我們確定了一個(gè)流蘇樹花形態(tài)發(fā)育的關(guān)鍵基因，CrAUX/IAA20，其表達(dá)量與花瓣維管組織表型呈現(xiàn)顯著的負(fù)相關(guān)。功能驗(yàn)證發(fā)現(xiàn)，CrAUX/IAA20中第一個(gè)內(nèi)含子的去除和保留導(dǎo)致了兩個(gè)轉(zhuǎn)錄本的產(chǎn)生，CrAUX/IAA20表達(dá)水平的差異導(dǎo)致了花脈的變化。我們的發(fā)現(xiàn)將為流蘇樹的品種改良提供了新的見解和潛在的基因資源，加深我們對(duì)花形態(tài)發(fā)育的理解，并為木犀科植物的栽培提供重要的理論支持。

圖1 流蘇樹無(wú)間隙基因組的組裝及花形態(tài)形成的分子機(jī)理

林學(xué)院青年教師王錦楠博士、中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院橡膠研究所許東助理研究員、林學(xué)院桑亞林教授為該文章的共同第一作者，林學(xué)院李際紅教授，中國(guó)林科院亞熱帶林業(yè)研究所韓小嬌副研究員為共同通訊作者。此研究得到了山東省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃以及山東省農(nóng)業(yè)科技基金項(xiàng)目的資助。

文章鏈接：https://doi.org/10.1093/hr/uhae249

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