近日，北京市農林科學(xué)院玉米所在GigaByte期刊發(fā)表了題為 “A chromosome-level genome assembly forbid annotation of the maize elite breeding line Dan340” 的文章。該研究基于De novo三代測序PacBio技術(shù)手段，進(jìn)行玉米重要自交系丹340基因組組裝和基本分析，獲得高質(zhì)量基因組序列。經(jīng)過(guò)嚴格評估，該基因組具備極高的完整性和連續性，其組裝和注釋不僅促進(jìn)了對玉米種內基因組多樣性的理解，而且為玉米育種改良提供了新的資源。

 

　　玉米不僅是全世界重要的糧食、飼料和生物燃料作物之一，也是遺傳學(xué)和基因組學(xué)基礎研究的重要模式植物。由于其在作物科學(xué)、遺傳學(xué)和基因組學(xué)方面的重要性，研究人員已經(jīng)發(fā)布了幾個(gè)玉米自交系的參考基因組，但在玉米育種研究中仍缺乏一些重要遺傳種質(zhì)資源的基因組。丹340是旅大紅骨種群的骨干自交系之一，具有抗病、抗倒、配合力高及生育期適中等優(yōu)點(diǎn)，對我國育種的發(fā)展與進(jìn)步起著(zhù)至關(guān)重要的作用。

 

　　研究人員通過(guò)全基因組De novo三代測序，基于PacBio測序平臺，對丹340進(jìn)行基因組測序、拼接、組裝，從而獲得高質(zhì)量全基因組序列信息。丹340基因組的最終組裝結果為2,348.72 Mb，包括2,738個(gè)contigs和2,315個(gè)scaffolds，N50分別為41.49 Mb和215.35 Mb。重復序列占基因組大小的73.40%，有39,733個(gè)蛋白質(zhì)編碼基因被注釋。與B73、Mo17和SK的基因組進(jìn)行比較分析的結果顯示，共獲得27,654個(gè)基因家族，其中359個(gè)基因家族中有1806個(gè)基因是丹340所特有的，其中許多基因具有與 “含卟啉化合物代謝過(guò)程”、“四吡咯生物合成過(guò)程 ”和 “四吡咯代謝過(guò)程 ”有關(guān)。同時(shí) ，研究人員還獲得了丹340與其他玉米自交系之間的大量結構變異。丹340基因組的組裝和注釋不僅有助于我們了解玉米的種內基因組多樣性，而且還可以作為玉米育種改良的新資源。

 

　　該研究是北京市農林科學(xué)院玉米研究所與江蘇省農業(yè)科學(xué)院種質(zhì)資源與生物技術(shù)研究所趙涵研究員課題組以及丹東農業(yè)科學(xué)院豐光研究員課題組合作完成，趙怡錕博士、王元琮副研究員和馬德博士為本文共同第一作者，我院趙久然研究員和王鳳格研究員為共同通訊作者。該研究得到我院創(chuàng )新能力建設專(zhuān)項的支持（KJCX20200305）。