全基因组测序揭示了墨西哥六倍体野生马铃薯物种Solanum demissum Lindl.的基因组起源

《BMC Plant Biology》：Whole-genome sequencing revealed the genomic origin of Solanum demissum Lindl., a Mexican hexaploid wild potato species

　　

摘要

背景

Solanum demissum Lindl.（2n = 6x = 72）是马铃薯育种中最受欢迎的野生种，因为它具有抗晚疫病的能力，而晚疫病是由Phytophthora infestans（Mont.）de Bary引起的。其正常的减数分裂过程产生了36个二价体，表明拥有三个不同的基因组，但这些基因组的起源尚不清楚。

结果

我们利用PacBio长读长测序和Hi-C支架技术构建了的染色体级基因组图谱。最终组装结果包含2.035 Gb的基因组数据，这些数据被锚定在36个染色体级别的支架上，并被划分为三个亚基因组（SG1、SG2和SG3，大小分别为696.51 Mb、685.32 Mb和653.29 Mb）。通过基于RNA-seq数据集的证据注释和深度学习预测，我们在SG1中鉴定出32,888个基因，在SG2中鉴定出33,028个基因，在SG3中鉴定出31,999个基因。比较这三个亚基因组与其他47个不同来源基因组的基因序列后，可以明确地将它们置于系统发育树中的相应位置：SG1与母本基因组及A基因组祖先的关系最为密切，SG2与的SG2亚基因组关系密切，SG3与的SG1亚基因组关系也较为接近。同线性比例（indicating genome structure similarity）进一步支持了这些关系。此外，Solana demissum>的三个亚基因组在基因表达上表现出较高的平衡性。同时，这三个亚基因组中转座元件的组成和基因组占据情况以及抗性基因的数量都相似，且更接近于和的祖先基因组。

结论

Solana demissum很可能起源于一个墨西哥的二倍体物种（作为母本）和一个南美的四倍体物种（作为父本）的杂交。

背景

Solanum demissum Lindl.（2n = 6x = 72）是马铃薯育种中最受欢迎的野生种，因为它具有抗晚疫病的能力，而晚疫病是由Phytophthora infestans（Mont.）de Bary引起的。其正常的减数分裂过程产生了36个二价体，表明拥有三个不同的基因组，但这些基因组的起源尚不清楚。

结果

我们利用PacBio长读长测序和Hi-C支架技术构建了的染色体级基因组图谱。最终组装结果包含2.035 Gb的基因组数据，这些数据被锚定在36个染色体级别的支架上，并被划分为三个亚基因组（SG1、SG2和SG3，大小分别为696.51 Mb、685.32 Mb和653.29 Mb）。通过基于RNA-seq数据集的证据注释和深度学习预测，我们在SG1中鉴定出32,888个基因，在SG2中鉴定出33,028个基因，在SG3中鉴定出31,999个基因。比较这三个亚基因组与其他47个不同来源基因组的基因序列后，可以明确地将它们置于系统发育树中的相应位置：SG1与母本基因组及A基因组祖先的关系最为密切，SG2与的SG2亚基因组关系密切，SG3与的SG1亚基因组关系也较为接近。同线性比例进一步支持了这些关系。此外，Solana demissum>的三个亚基因组在基因表达上表现出较高的平衡性。同时，这三个亚基因组中转座元件的组成和基因组占据情况以及抗性基因的数量都相似，且更接近于和的祖先基因组。

结论

Solana demissum很可能起源于一个墨西哥的二倍体物种（作为母本）和一个南美的四倍体物种（作为父本）的杂交。