北京市农林科学院利用香菇高质量单倍型基因组揭示其双核间的遗传差异

2022年2月，北京市农林科学院植物保护研究所食用菌研究室在《Journal of Fungi》发表题为“Haplotype-Resolved Genome Analyses Reveal Genetically Distinct Nuclei within a Commercial Cultivar of”的研究论文。该研究基于HiFi测序和Hi-C辅助组装，构建了迄今最完整的香菇单倍型基因组。其中，SP3组装的基因组大小为50.83 Mb，并将99.63%的序列锚定到10条染色体上；SP30组装的基因组大小为49.80 Mb，并将98.91%的序列锚定到10条染色体上，BUSCO评估基因组完整性分别为96.4%和96.2%。在此基础上，比较了2株香菇单倍型基因组与其他已公布的4株香菇株系基因组的共线性，鉴定到了不同香菇株系间的共有和特有基因。此外，利用共线性分析揭示了SP3和SP30基因组间的染色体重排以及重排基因的功能差异，发现2个核基因组序列差异大于30%，添补了对香菇不同交配型基因组差异的认知。最后，对SP3和SP30基因组中的2个非连锁交配型位点A（matA）和B（matB）进行了定位研究，发现SP3和SP30中matA的距离和基因结构方面存在差异，而两者间的matB在数量和位置上存在差异，为香菇定向杂交育种提供研究基础。该研究为进一步研究香菇栽培品种间、栽培品种与野生品种间的关系以及2个细胞核对香菇子实体形成的协同调控作用奠定了基础。