月季是世界上重要的觀(guān)賞植物，具有經(jīng)濟，文化和象征意義。月季在全世界種植，并以花園月季，切花和盆栽植物的形式出售。月季是遠親種，可以有各種倍性。我們的目標是通過(guò)對雙單倍體進(jìn)行測序，為月季開(kāi)發(fā)高質(zhì)量的參考基因組，結合長(cháng)短reads，并錨定到高密度遺傳圖上，并研究其主要觀(guān)賞性狀的基因組結構和遺傳基礎.。我們從Rosa chinensis 'Old Blush'產(chǎn)生了一個(gè)雙單倍體月季（'HapOB'）并產(chǎn)生一個(gè)月季基因錨定到7個(gè)偽染色體（512 Mb，N50為3.4 Mb和564個(gè)contig）。512Mb代表估計的月季單倍體基因組大小的90.1-96.1％。在組裝中，95％僅包含在196個(gè)contigs中。使用高密度二倍體和四倍體遺傳圖驗證掛載率。我們描述了染色體特征，包括周?chē)鷧^域，通過(guò)注釋轉座元件家族和使用熒光原位雜交定位著(zhù)絲粒重復序列。月季基因組與草莓屬基因組顯示出廣泛的同線(xiàn)性，我們只劃定了兩個(gè)重要的重組。從不同的屬種選擇七種二倍體和一種四倍體重測序數據分析遺傳多樣性。結合遺傳和基因組的方法，確定了關(guān)鍵裝飾性狀的潛在遺傳調控因子，包括刺的密度和花瓣數量。認為月季APETALA2 / TOE同系物是月季花瓣數量的主要調節者。這個(gè)參考序列是研究多倍體化，減數分裂和發(fā)育過(guò)程的重要資源，正如針對花和刺的發(fā)展所展示的。它還將通過(guò)開(kāi)發(fā)與性狀相關(guān)聯(lián)分子標記以加速育種，識別基因，探索薔薇科的共線(xiàn)性關(guān)系。

結果：

1.高質(zhì)量的參考基因組

從二倍體雜合品種'Old Blush'中到晚期的單核小孢子發(fā)育階段使用花藥培養物開(kāi)發(fā)了單倍體愈傷組織細胞系（HapOB）。該用分布在七個(gè)連鎖群的10個(gè)微衛星標記驗證HapOB系的純合性。 Illumina和PacBio測序技術(shù)用來(lái)組裝雙單倍體HapOB基因組序列。 PacBio測序數據用CANU組裝，產(chǎn)生551contig（N50為3.4 Mb），總長(cháng)度為512 Mb。所獲得的序列，95％僅包含在196個(gè)contig中。K-mer譜分析（K = 25）表明532.7 Mb的基因組大小. 而流式細胞儀分析估計的基因組大小1C = 568±9 Mb。 因此，組裝的序列代表96.1％或90.1％。

開(kāi)發(fā)了高密度的雌性和雄性遺傳圖譜從R. chinensis ‘Old Blush’和Rosa wichurana (OW)雜交中。其中196個(gè)contig手動(dòng)錨定到七個(gè)連鎖群上，大部分在雌性和雄性遺傳圖譜上（分別為174和143 contig）?？傊?，466 Mb因此錨定在遺傳圖譜上并組裝成7條偽染色體，代表90％的組裝contig長(cháng)度（表1）。

在基因組組裝中定位著(zhù)絲粒

使用生物信息學(xué)和細胞遺傳學(xué)方法鑒定著(zhù)絲粒區域。 發(fā)現了一個(gè)非常豐富的串聯(lián)重復的單體（159 bp長(cháng)），我們稱(chēng)之為OBC226（圖2a）。PCR證實(shí)了這種重復的串聯(lián)組織（圖2b）。FISH分析明確確認了重復的位置在七條染色體中的四條中（Chr2，Chr5，Chr6和Chr7（圖2c）。比對 OBC226的重復序列揭示了所有HapOB偽染色體覆蓋率很高除Chr1外，這就解釋了為什么沒(méi)有明顯的著(zhù)絲粒區域檢測到（圖2d）。在Chr3和Chr4上，OBC226的拷貝數可能也是很低以至于沒(méi)有被FISH檢測到。 此外，核心OBC226著(zhù)絲粒重復側翼有其他重復序列，而這些在染色體上分布不均勻，核心著(zhù)絲粒區域密度較高（圖2d）。 這些著(zhù)絲粒區域也富集Ty3 /Gypsy轉座元素。 總之，這些結果證實(shí)了這七個(gè)偽染色體上的著(zhù)絲粒區域并揭示當前分配給Chr0的高重復序列含量和低基因含量。

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