Nat.Commun. | 北京林业大学、中科院植物所等解析重要木本花卉 – 杜鹃花的高质量基因组

当前，基因编辑等生物技术快速发展，基于高质量的基因组信息，我们可以精确的创造新的变异，从而提高种质创新的效益。高质量基因组组装与注释，是功能研究和高效分子设计育种的重要前提基础，对相关产业发展有重要推动作用。杜鹃花，具有较高观赏价值，著名木本花卉，我国十大名花之一。杜鹃花属（Rhododendron）包括约1千个野生种和3万多栽培品种。 尽管具有全球范围认可度和庞大的产业规模，但杜鹃花的选育还停留在基于表型性状的亲本选择与杂交，关键性状决定机制不明，高效精准的现代育种技术体系还未建立。

北京林业大学、中科院植物研究所以及比利时、瑞典、加拿大科研人员组成国际团队 解析了杜鹃花高质量的基因组图谱及其构成特点，借助基于时间序列的基因共表达分析，揭示了花色形成相关的基因调控模式、关键的转录因子及结构基因，为杜鹃花关键性状遗传机制研究和基因组编辑等高效分子设计育种的建立提供了重要基础。2020年10月19日，该研究以 “ Chromosome-level genome assembly of a parent species of widely cultivated azaleas”为题目发表在 Nature Communications杂志。中科院植物所系统与进化植物学国家重点实验室杨福生副研究员和北京林业大学林木分子设计高精尖创新中心博士生 聂帅为论文的共同第一作者，高精尖中心研究生 刘辉、 史天乐、 田雪婵、 周姗姗、 包钰韬、 贾凯华、 郭璟芳和博士后 赵伟及 王晓茹教授参与了该研究，高精尖中心林木基因组学团队 毛建丰副教授和比利时根特大学 Yves Van de Peer教授为共同通讯作者。

杜鹃 (映山红、照山红、山踯躅、山石榴，学名：Rhododendron simsii) 主要分布在我国东部，是当前万余个园艺品种的原种，百余年来欧美日等国杜鹃花杂交育种的主要亲本。该研究结合 Pacbio 长读长测序与Hi-C技术，获得了映山红杜鹃高质量的基因组组装和功能注释，分析了基因组组成特点，识别了开花调控基因和花色相关代谢通路；开展了开花过程的时间序列取样以及基因表达分析，基于时间序列的基因共表达分析揭示出与花色决定相关等级基因调控网络，识别到 MYB, bHLH, 和 WD40 三个转录因子家族成员可能构成复合体从而共同决定着花色形成。

该研究得到第二次青藏高原科学考察研究（2019QZKK0502）、北京林业大学“双一流”建设项目（2019XKJS0308）、北京林业大学基础科研业务费（2018BLCB08）、国家重点研发计划项目“全球变化对北半球木本植物多样性的影响”（2017YFA0605100）及中国科学院A类战略性先导科技专项“美丽中国生态文明建设科技工程”项目八“自然保护地健康管理与生态廊道设计技术”（XDA23080000）等基金项目的支持。

论文链接:

https://doi.org/10.1038/s41467-020-18771-4

杜鹃花基因组数据库链接:

http://rhododendron.plantgenie.org/

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