打印近日，中国科学院成都生物研究所马欣荣研究员团队在国际老牌一区TOP期刊《Industrial Crops and Products》(2024, 216:118748)上发表题为“Leguminous industrial crop guar (Cyamopsis tetragonoloba): the chromosome-level reference genome de novo assembly”的研究成果，报道了高质量瓜尔豆染色体级别从头组装参考基因组。
瓜尔豆（Cyamopsis tetragonoloba L. Taub.），一年生严格短日照豆科草本植物，从种子胚乳中提取的瓜尔胶（主要成分为半乳甘露聚糖）是一种具有极高的经济利用价值的工业原料，广泛应用于食品、美妆、医药、能源等领域。尽管瓜尔豆基因组信息已有报道，但至今仍未有参考级别基因组公布。高质量参考基因组的缺失，严重制约了新种质创制，亟需解析遗传信息。
本研究结合PacBio 三代测序、Illumina 二代测序及 Hi-C等技术，完成了瓜尔豆染色体水平高质量参考基因组 CteV1.0组装。瓜尔豆共有14条染色体（2n=14），单倍型基因组大小为482.45 Mb，scaffold N50 为 62.64 Mb，LTR组装指数（LAI）11.09，BUSCO 评估基因组完整性 98.45%，CEGMA 评估基因组完整性 99.34%，组装完成度及质量高。通过 Hi-C 辅助组装和人工调整，99.07%（477.96 Mb/482.45 Mb）的基因组数据被锚定到 7 条染色体上，共有 31251 个基因（31251/31867，98.07%）被注释。瓜尔豆共有357个特有基因家族，主要集中在次生代谢物质（半乳甘露聚糖）、光周期适应等方面；此外有309 个基因家族收缩， 559 个扩张。
前期，我们完成了对瓜尔豆光周期响应相关候选基因的筛选，获得了phyA、GI、ELF3、TOC1、NF-Y、GATA、GA20ox和GA3ox等多个促进开花基因，以及PRR、FLC、SVP、COL16和B3等抑制开花的基因（https://doi.org/10.1016/ j.indcrop.2023.117148）。本研究进一步比较了瓜尔豆与其他相关的短日照（绿豆、赤豆、豇豆、大豆）和长日照（蒺藜苜蓿、红车轴草、白羽扇豆、鹰嘴豆）等物种在基因组尺度上的光周期差异特征，表明瓜尔豆与短日照豆科植物基因家族拷贝具有高度相似性。本研究提供的高质量基因组信息，为瓜尔豆基因功能、光周期适应性、独特性状解析，以及为光不敏感新种质创制提供重要理论支撑。
本研究由成都生物研究所所长基金（Y9B4010001）支持。本论文马欣荣研究员和李彩侠博士为通讯作者，2022级博士研究生李季晗为第一作者。
论文图表摘要