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昆明植物所解析极小种群野生植物漾濞槭全基因组

文章来源:昆明植物园  |  发布时间:2019-07-24  |  作者:马永鹏  |  浏览次数:  |  【打印】 【关闭

 

  漾濞槭(Acer yangbiense),由于种群数量极少,从2003年发表新种开始,就一直备受关注。20103月,云南省人民政府批复的《云省极小种群物种拯救保护规划纲要(2010—2020 年)和紧急行动计划》(由云南省林业厅和云南省科学技术厅组织编制上报)将漾濞槭列入云南省20个优先拯救保护的极小种群野生植物。除此之外,漾濞槭隶属于槭树科的枫属植物,该属植物在产糖、用材和观赏方面都具有重要的经济价值。 

  中国科学院昆明植物研究所极小种群野生植物综合保护团队针对漾濞槭已经开展了十余年的研究工作。目前已经明确了其野外种群数量、传粉生物学与种子散布特征,物种的遗传样性与种群结构。目前,人工扩繁数万株漾濞槭种苗,用于后续的种群回归与复壮。近年来随着全基因组测序成本的降低,使得从全基因组层面通过揭示物种的种群历史动态长期的适应性演化与短期、尤其是近期的快速环境适应等特征深度解析极小种群野生植物的濒危机制成为可能。 

  2019年,极小种群野生植物综合保护团队完成了漾濞槭全基因组测序、组装,获得了近于染色体水平的高质量全基因组,也是目前首例槭树科植物的全基因组报道。组装完成的漾濞槭基因组大小约为666Mb,其Contig N50达到5.48MbScaffold N50大小为44.92Mb;重复序列占比68.0%28,320个蛋白编码基因得到了从头或基于同源基因的功能注释;通过BUSCO分析得到了95.5%的组装完整性评估。更有意思的是,通过与葡萄的全基因组共线性分析显示,漾濞槭在核心双子叶共有的一次古基因组六倍化(即:γ加倍)事件后(core-eudicot common hexaploidization),没有再经历过全基因组的重复事件;另外,与葡萄染色体相比,468号染色体未检测到染色体间的插入或重排,说明漾濞槭染色体中保留了大量祖先染色体成分。鉴于漾濞槭高质量的全基因组信息以及染色体进化特征其地位可以替代葡萄成为无患子目染色体进化分析最重要的参考基因组。 

  以上结果,以De novo genome assembly of the endangered Acer yangbiense, a plant species with extremely small populations endemic to Yunnan Province, China为题,发表于中科院分区生物类1区期刊GigaScience。该文是继极小种群野生植物综合保护团队在2019年发表在Trends in Plant ScienceSun et al., 24: 4-6)、GigaScienceXu et al., 8:1-14)后的第3篇高水平研究论文。本研究获得NSFC-云南省联合基金重点项目(U1302262)、国家科技基础资源调查专项项目(2017FY100100)、国家重点研发计划典型脆弱生态修复与保护技术研究专项项目(2017YFC0505200)、中国科学院重点部署项目(KFJ-3W-No.1)、云南省科技人才和平台计划项目(2018DG004)与云南省科技创新人才计划项目(2019HC015)的资助。 

    文章链接

 

1 漾濞槭染色体的基因组基本特征、野外种群分布现状以及基本的生物学性状特征和在昆明植物园迁地保护成功的漾濞槭成熟植株。 

 

2 漾濞槭基因组系统进化以及基因家族的收缩与扩张分析、共线性分析和漾濞槭的全基因组复制以及染色体进化分析。 

(责任编辑:李雪)

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