近日,我校园艺学院胡桂兵教授和秦永华教授团队在国际知名学术刊物Journal of Integrative Plant Biology(影响因子:9.3,中科院一区,Top期刊)上发表了题为“Gap-free genome and efficient transcript purification system reveals the genomes diversity and chlorophyll degradation mechanism in pitaya”的研究论文。该研究发布了火龙果首个端粒到端粒(T2T)级别的基因组和火龙果病毒污染的转录本纯化系统,揭示了叶绿素降解通路在不同果皮颜色火龙果中调控差异的分子机制。
该研究用ONT、PacBio SMRT、Illumina和Hi-C四种测序技术对‘双色一号’火龙果进行了全基因组测序和组装,获得了T2T水平上具有高完整性、连续性和组装质量的火龙果基因组,同时获得了‘红花青龙’(青皮白肉)和‘大红’(红皮红肉)两个高质量火龙果基因组。基于参考基因组的比对,发现火龙果转录组中广泛存在Cactus virus X、Pitaya virus X、Schlumbergera virus X、Zygocactus virus X和Guangxi alphaflexivirus五种病毒。为了解决这一问题,我们设计了一种特异性消化火龙果中病毒转录本的寡核苷酸池,开发了一种高效、新颖和普适性强的火龙果转录本纯化系统。基于火龙果基因组中的结构变异和纯化后的高质量转录组数据,鉴定出一个与火龙果果皮叶绿素积累水平显著正相关的转录因子HuERF72,HuERF72与HuSGR1启动子之间发生相互作用,抑制HuSGR1的表达,从而使火龙果果皮叶绿素降解受阻。该研究解析了HuERF72-HuSGR1转录调控导致火龙果滞绿的调控网络,为火龙果果实颜色调控提供了重要的参考依据。
园艺学院2021级博士研究生陈家璇和农学院2022级博士研究生李方平为论文共同第一作者,秦永华教授为通讯作者。课题组胡桂兵教授和赵杰堂教授等以及农学院王少奎教授等参与了本研究。本研究获得国家自然科学基金(W2433071 和31972367)、广东省自然科学基金(2025A1515012561和2024A1515013152)和广东省乡村振兴战略专项(2024-NPY-00-030)等项目的资助。
文图/园艺学院