Første kromosom-niveau reference genomer af prydbanan og pink banan

Slægten Musa, der omfatter omkring 70 urteagtige arter, findes overvejende i de tropiske og subtropiske områder i Asien og Oceanien. Denne slægt er kendt for at være en af ​​de vigtigste fødevareafgrøder globalt og populære prydplanter på markederne.

På trods af de betydelige bidrag, som tredje generations sekventeringsteknologier yder til at producere genomer af høj kvalitet, er der fortsat mangel på genomiske ressourcer til banankultivarer, deres vilde slægtninge og prydarterne i Musa, hvilket hæmmede forbedringen af ​​både afgrøden og prydplanterne sorter.

Musa ornata W. Roxburgh (Mo) og Musa velutina H. Wendl. &Drude (Mv) tilhører sektionen Musa af Musaceae-familien. De er nært beslægtet med Musa acuminata og er hjemmehørende i Bangladesh, Myanmar og det nordøstlige Indien. Disse arter dyrkes ikke kun bredt som populære prydplanter i tropiske områder, men bidrager også til den lokale kost gennem deres frugter.

Derfor er Mo og Mv ønskværdige kandidater til genomsekventering af høj kvalitet for at forbedre fremtidig molekylær avl. I denne undersøgelse blev kromosomniveau-genomsamlingerne af Mo og Mv genereret ved hjælp af Oxford Nanopore lange læsninger og Hi-C-læsninger. Genomerne af Mo og Mv blev samlet i 11 pseudochromosomer med genomstørrelser på henholdsvis 427,85 Mb og 478,10 Mb.

Gentagne sekvenser omfattede henholdsvis 46,70 % og 50,91 % af de totale genomer af Mo og Mv. Genomkvalitetsvurderinger bekræftede sammenhængen (LAI:13,68 og 16,81), nøjagtigheden (kortlægningsrater for Illumina:95,55 % og 94,29 %) og fuldstændigheden (BUSCO:98,08 % og 98,51 %) af de to genomer.

Ifølge genforudsigelserne blev i alt 39.177 og 31.256 højsikkerhedsproteinkodende gener kommenteret for henholdsvis Mo og Mv. Sammenlignet med Musa acuminata og Mv blev der observeret adskillige store inversioner og translokationer på chr04 af Mo. Differentielt udtrykt gen (DEG) og Gene Ontology (GO) berigelsesanalyser indikerede, at opregulerede gener i de modne pericarps af Mv hovedsageligt var forbundet med saccharidmetabolikken processer, især ved cellevæggen og det ekstracellulære område.

Desuden blev adskillige polygalacturonase (PG) gener identificeret, som viste højere ekspressionsniveauer i modne pericarps af Mv sammenlignet med andre væv, hvilket kan være ansvarlig for pericarp dehicens. Derudover identificerede denne undersøgelse også gener forbundet med anthocyaninbiosyntesevejen.

Samlet giver kromosomniveau-genomsamlingerne af Mo og Mv værdifuld indsigt i mekanismen for pericarp-dehiscens og anthocyanin-biosyntese i bananer, hvilket vil bidrage væsentligt til fremtidige genetiske og molekylære avlsbestræbelser.

Artiklen "Chromosome-level genome assemblies of Musa ornata and Musa velutina give insights in pericarp dehiscence and anthocyanin biosynthesis in banana" er blevet offentliggjort i Horticulture Research .

Flere oplysninger: Tian-Wen Xiao et al., kromosomniveau-genomsamlinger af Musa ornata og M. velutina giver indsigt i pericarp-dehiscens og anthocyaninbiosyntese i bananer, havekulturforskning (2024). DOI:10.1093/time/uhae079

Journaloplysninger: Gavebrugsforskning

Leveret af NanJing Agricultural University