Nature子刊：科学家解析桃树基因组

生物通,2013-03-29

蔷薇科是进化树中的重要分支，生产多种水果和花卉，经济价值很高。蔷薇科中最有商业价值的要数草莓属Fragaria、蔷薇属Rosa、悬钩子属Rubus 和李属Prunus，不过这些植物的生长习性和果实类型等都存在较大差异。桃树（Prunus persica）是李属中的一种重要落叶乔木。日前，科学家们从纯合子型桃树获得了高质量的基因组序列，并对其进行了比较分析，文章于三月二十四日发表在Nature Genetics杂志上。

研究人员利用Sanger全基因组鸟枪法和Illumina测序平台，获得了桃树Lovell品种高达265 million的基因组，并且在整个染色体规模上进行了高质量的组装。研究共鉴定了桃树基因组中的27,852个蛋白编码基因和非编码RNA。此外，研究团队还对李属的其它14种植物进行了全基因组重测序，并由此分析了桃树的栽培驯化路径，提出了塑造桃树基因组多样性的主要遗传学瓶颈。
杨树和柳树这类快速生长的树木，是潜在的生物能源作物，人们一直希望能够从中有效提取纤维素乙醇和能量含量更高的燃料。不过要推广这些树木在生物能源领域的应用，就需要对其生理学和遗传学进行深入了解。现在桃树基因组就为此提供了线索，因为桃树和杨树的亲缘关系比较近。

“从DNA序列上来看，桃树和杨树的亲缘关系很明显，”美国能源部联合基因组研究所DOE JGI的植物项目带头人Jeremy Schmutz说。

文章指出，通过比较基因组学分析，桃树基因组不仅可以帮助人们改善相关作物的种植，还能增进我们对树木的基础生物学理解。研究团队选取了六种测序完全的植物，将其与桃树的141个基因家族进行比较，以阐明桃树的独特代谢通路。他们主要针对的是木质素生物合成通路，木质素是将植物细胞粘在一起的分子“胶水”，也是提取生物能源面临的关键性障碍。

研究人员指出，桃树的基因组特点使其可以成为，生物能源研究领域的理想植物模型。在此基础上，人们可以研究杨树等相关植物基因组中的基因，开发新方法以提高生物能源原料的产量。杨树基因组可以在DOE JGI's Plant Flagship Genomes（http://bit.ly/JGI-Plants）中查到。

“我们关注的是，桃树基因组中一个被称为‘evergreen’的基因，因为该基因能够延长植物的生长期，”DOE JGI真核项目带头人Daniel Rokhsar说，在他的领导下桃树基因组的测序项目始于2007。“理论上说，在杨树中操纵这一基因，可以增加生物能源所需的原料。”