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                 首頁 > 科研成果
                韓斌研究組合作完成燕∩麥基因組草圖繪制並解◤析燕麥素的生物合成基因簇
                 

                2021年5月7日,中國◣科學院分子植物科學卓越創新中心(CEMPS)、中國科學院-英國約翰¤英納斯中心植物和微生物科學聯合研究中︻心(CEPAMS)韓斌研究團隊與英國約↙翰英納斯中心John Innes Centre(JIC)Anne Osbourn研究團隊合作完成了禾本科、燕麥屬一年生草本植物二倍體燕麥Avena strigosa基因組序列草圖的繪制,並完整¤地解析了抗微生物防禦化『合物燕麥素@的生物合成基因簇。相關研究成果論文“Subtelomeric assembly of a multi-gene pathway for antimicrobial defense compounds in cereals”在線發表於國際學術期刊Nature communications

                真核生物中非隨機組織的基▓因在基因組進化和功能中起著重要作用。絕大多數真核生物≡基因組中並沒有操縱子,但它們又的確包含了一些序列不相關而功能相關並且在物理位置上成簇存在的基因。這些“類操縱子”基因簇中,最引人註目的例子就是植物〇體內合成特殊代謝產物的基因簇。已有證據表明,這些cluster途徑並不是通過微生物水平基因轉移而產生,但目前人們對其真實的形♂成機制卻知之甚少。燕麥素是燕麥屬中特異存在的一類抗微生物防禦化合物,其生物合成途徑也是最典型的植物生物合成基因簇之一。

                韓斌研究團隊選用了能在根尖特異合成燕麥素的二倍體燕麥物種Avena strigosa,運用三㊣代測序技術Nanopore並輔助光學圖譜技術BioNano DLS,以及Hi-C染色體構象捕獲技術成功完成了該←燕麥基因組高質量染色體級別組裝,組裝基因組3.53Gb,scaffold N50高達73.4 Mb。燕麥基因組中重復序列大約占基因組的81.1%,結合ξ 從頭預測、同源蛋白信息以及轉錄組數據共註釋了34,928 個高※可信度基因。

                本研究基於組裝獲得的全基因組信息完整的解析了燕麥素合成基∏因cluster,確定了燕麥素合成通路的最後兩個缺失步驟,並通過本氏煙草瞬時表達重構了整個合成途徑。該研究還對基因簇↓的起源及不同燕麥品種間的差異進行了比較分析。基因組組裝和DNA 熒光原位雜交(FISH)結【果均表明,燕麥素合成基因cluster位於1號染色體長臂末端的亞端◇粒區域,並且該基因簇特︽異存在於燕麥屬中。該研究工作為真核生物的〖基因組可塑性和適應性∩進化提供了新的見解,為改良小麥和其它谷物抵抗全蝕病和▅其它疾病提供了分子依據。

                中國科學院分子植物科學卓越創新中心韓斌研究組的高級工程師李艷①、研究員趙強以及英國約翰英納斯中心Aymeric Leveau博∞士是論文的共同第一作者。中國科學院分子植物科學卓越創新中心韓斌研※究員、英國約翰英納斯中心Anne Osbourn教授為共【同通訊作者。這項研究受到︽中國科學院-英國約翰英納斯中心植物和微生物科學聯合研究中心(CEPAMS)、英國生物技術和生物科學研究委■員會(BBSRC)、中國科學院國際合作計劃(IPP)和國家自然科學基金委項目的資助。

                論文鏈接:

                圖:二倍體燕麥基因組特征分ω析

                                                                                                                                                        文章來源:中國科學院分子植物科學卓越創新中心


                 
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