北京市农林科学院解密佛手瓜基因组及其果实生长发育调控机制

北京市农林科学院蔬菜研究中心（国家蔬菜工程技术研究中心）左进华副研究员团队与英国诺丁汉大学Donald Grierson教授（英国皇家科学院院士、中国工程院外籍院士）团队在国际上首次发布了高质量的佛手瓜基因组，通过三代测序技术结合Illumina测序和Hi-C技术，最终组装基因组大小为606.42 Mb，共97.04%的测序序列被锚定在14对染色体上，其中包含473个contigs和103个scaffolds，N50长度分别为8.40 Mb和46.56 Mb，基因组中65.94%为重复序列，含有28 237个蛋白质编码基因，为佛手瓜遗传育种和基因发掘提供重要的基因信息。基因组比较分析和系统发育分析揭示了佛手瓜的进化历程与物种亲缘关系，通过与其他13个物种基因家族比较，发现佛手瓜与蛇瓜的进化关系最为密切，并在2 700万～4 500万年前由它们的共同祖先分化而来，同时研究发现佛手瓜在2 100万～2 900万年间发生了一次全基因组复制事件，是葫芦科内的第3次全基因组复制事件，为佛手瓜基因进化研究提供了理论依据；此外，研究还对佛手瓜果实3个不同生长发育期的转录组和代谢组进行了系统分析，在果实生长发育前期，共鉴定出385个差异基因和34个差异代谢物，在果实生长发育后期，鉴定出1 033个差异基因和57个差异代谢物，这些差异基因和差异代谢物主要与佛手瓜果实生长发育过程中的植物激素、质地、风味、类黄酮生物合成有关，并据此构建了佛手瓜果实生长发育调控模型，为葫芦科植物的基因组进化和果实生长发育调控机理研究提供了理论依据。

相关研究成果于2021年2月2日在线发表在《Horticulture Research》上。