CGM第515期:野生和栽培辣椒基因组与重要性状形成机制
辣椒的转座子扩张怎样影响基因组和性状?本期比较野生与栽培辣椒,讨论结构变异、调控元件变化,以及辣味和病毒抗性相关片段的渐渗。
张令奎
中国农业科学院蔬菜花卉研究所 · 助理研究员
博士,毕业于中国农业科学院蔬菜花卉研究所,导师为程锋研究员,现为中国农业科学院蔬菜花卉研究所马铃薯团队助理研究员。研究方向为茄科物种基因组演化与马铃薯分子育种。以第一/共一作者在Nature Plants,Molecular Plant,PNAS,Plant Communications,The Plant Journal等期刊发表多篇SCI论文。
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在 Bilibili 打开完整回放 ↗辣椒(Capsicum spp.)是我国播种面积和产值最大的蔬菜作物之一。辣椒属包含30多个种,包括5个栽培种和众多野生种,遗传多样性丰富,但演化路线尚不明确。辣椒基因组多超过3Gb,约为番茄的四倍,基因组重复序列多。这些重复序列是否会影响其基因组演化和性状的形成?上述问题的解析将促进我们对辣椒种质资源的演化和利用、性状机制和种质创新等的研究。
本研究完成了11个辣椒基因组的高质量组装,其中2个基因组达到端粒无间隙水平。通过系统发育分析明确了辣椒属物种的演化关系,重建了辣椒属具有12对染色体的祖先核型。研究发现,不同辣椒基因组中转座子爆发事件的差异,不仅导致了大量的结构变异,促进了果实朝向、颜色等性状的多样性,还显著影响了调控元件的动态变化模式,为理解辣椒的基因表达调控变化提供了新视角。另外,研究还基于辣椒核心种质的深度重测序,构建了辣椒群体的单倍型图谱,发现了辣味、病毒抗性等性状相关单倍型片段的渐渗和分化。
参考文献
- Kang Zhang, Hailong Yu, Lingkui Zhang, Yacong Cao, Xing Li, Yajie Mei, Xiang Wang, Zhenghai Zhang, Tianyao Li, Yuan Jin, Wenyuan Fan, Congcong Guan, Yihan Wang, Daiyuan Zhou, Shumin Chen, Huamao Wu, Lihao Wang, Feng Cheng. Transposon proliferation drives genome architecture and regulatory evolution in wild and domesticated peppers. Nature Plants. 2025;11(2):359-375. DOI: 10.1038/s41477-025-01905-1
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