波罗蜜与面包栗基因组草图：揭示淀粉与糖分代谢机制

波罗蜜（Artocarpus heterophyllus）和面包栗（Artocarpus altilis，又称面包果）是波罗蜜属（Artocarpus）中具有重要经济和营养价值的两个物种。作为热带地区的重要主食作物，其基因组特征对于理解其高淀粉和高糖含量、以及在粮食安全和作物改良中的潜在应用至关重要。在发表于《Genes》的最新研究中，我们发布了波罗蜜与面包栗的高质量基因组组装草图，为它们的代谢过程和进化适应提供了新见解。

主要发现

• 基因组组装与注释：
  • 分别为波罗蜜和面包栗生成了 273 Gb 和 227 Gb 的测序数据。
  • 波罗蜜基因组组装为 162,440 个 Scaffold，总长 982 Mb；面包栗基因组组装为 180,971 个 Scaffold，总长 833 Mb。
  • 基因注释在波罗蜜中鉴定出 35,858 个蛋白编码基因，在面包栗中鉴定出 34,010 个，涵盖了与淀粉和蔗糖代谢相关的通路。
• 淀粉与糖代谢基因的扩张：
  • 比较分析揭示了与淀粉生物合成和糖代谢相关的基因家族扩张，突显了它们独特的果实成分。
  • 组织特异性表达分析显示，UGD1 和淀粉生物合成基因存在表达差异，这可能解释了两者在淀粉积累上的不同。
• 波罗蜜属基因组的进化见解：
  • 系统发育分析证实，波罗蜜与面包栗与桑树（Morus notabilis）的亲缘关系较近，而与酸枣（Ziziphus jujuba）较远。
  • 全基因组倍增（WGD）分析表明，这两个物种在 6200 万至 1000 万年前经历了一次共同的基因组倍增事件。

研究感悟

这项研究是我们与加州大学戴维斯分校（UC Davis）及非洲被忽视作物联盟（AOCC）合作的一部分，样本由世界农林中心（ICRAF）提供。基因组测序与分析工作由宋波领导，他高效地协调了项目并推动了其顺利完成。

作为测序代表性不足作物更广泛努力的一部分，我们团队旨在揭示淀粉和糖代谢的遗传基础，为植物育种者和农业研究人员提供宝贵的见解。此外，除了本项研究外，我们还在进一步探索波罗蜜属物种的性别决定机制，这在进化植物生物学中仍是一个极具吸引力的课题。

研究全文可通过 Genes 在线访问。