Wetenschap
Eerste referentiegenomen op chromosoomniveau van de sierbanaan en de roze banaan
Het geslacht Musa, dat ongeveer 70 kruidachtige soorten omvat, komt voornamelijk voor in de tropische en subtropische gebieden van Azië en Oceanië. Dit geslacht staat bekend als een van de belangrijkste voedselgewassen ter wereld en als populaire sierplant op de markt.
Ondanks de belangrijke bijdragen van de derde generatie sequencing-technologieën bij het produceren van genomen van hoge kwaliteit, blijft er een tekort aan genomische bronnen voor bananencultivars, hun wilde verwanten en de siersoorten binnen Musa, wat de verbetering van zowel de gewas- als de sierteelt belemmerde. variëteiten.
Musa ornata W. Roxburgh (Mo) en Musa velutina H. Wendl. &Drude (Mv) behoren tot de sectie Musa van de Musaceae-familie. Ze zijn nauw verwant aan Musa acuminata en komen oorspronkelijk uit Bangladesh, Myanmar en Noordoost-India. Deze soorten worden niet alleen op grote schaal gekweekt als populaire sierplanten in tropische gebieden, maar dragen via hun fruit ook bij aan het lokale dieet.
Daarom zijn Mo en Mv wenselijke kandidaten voor hoogwaardige genoomsequencing om toekomstige moleculaire veredeling te verbeteren. In deze studie werden de genoomassemblages op chromosomaal niveau van Mo en Mv gegenereerd met behulp van Oxford Nanopore long reads en Hi-C reads. De genomen van Mo en Mv werden samengevoegd tot 11 pseudochromosomen met genoomgroottes van respectievelijk 427,85 Mb en 478,10 Mb.
Repetitieve sequenties omvatten respectievelijk 46,70% en 50,91% van de totale genomen van Mo en Mv. Genoomkwaliteitsbeoordelingen bevestigden de contiguïteit (LAI:13,68 en 16,81), nauwkeurigheid (in kaart brengen van Illumina-waarden:95,55% en 94,29%) en volledigheid (BUSCO:98,08% en 98,51%) van de twee genomen.
Volgens de genvoorspellingen werden in totaal 39.177 en 31.256 hoog-betrouwbare eiwitcoderende genen geannoteerd voor respectievelijk Mo en Mv. Vergeleken met Musa acuminata en Mv werden verschillende grote inversies en translocaties waargenomen op chr04 van Mo. Differentieel tot expressie gebrachte genen (DEG) en Gene Ontology (GO) verrijkingsanalyses gaven aan dat opgereguleerde genen in de volwassen vruchtwand van Mv voornamelijk geassocieerd waren met de metabolische sacchariden. processen, vooral in de celwand en het extracellulaire gebied.
Bovendien werden verschillende polygalacturonase (PG) genen geïdentificeerd die hogere expressieniveaus vertoonden in volwassen pericarps van Mv vergeleken met andere weefsels, wat verantwoordelijk kan zijn voor dehiscentie van het pericarp. Bovendien identificeerde deze studie ook genen die geassocieerd zijn met de biosyntheseroute van anthocyanine.
Alles bij elkaar bieden de genoomassemblages van Mo en Mv op chromosoomniveau waardevolle inzichten in het mechanisme van pericarp-dehiscentie en anthocyaninebiosynthese in banaan, wat aanzienlijk zal bijdragen aan toekomstige genetische en moleculaire veredelingsinspanningen.
Het artikel "Chromosome-level genoom assemblages van Musa ornata en Musa velutina bieden inzicht in pericarp dehiscentie en anthocyanine biosynthese in banaan" is gepubliceerd in Horticulture Research .