通过25个物种的比较基因组组装揭示鹅观草属的进化动态

root 提交于 周六, 07/11/2026 - 20:47
山羊草属物种是小麦最近缘的野生亲缘种,也是用于小麦改良的重要遗传多样性资源库。尽管其具有巨大潜力,许多山羊草属基因组仍缺乏充分表征。在此,我们报告了18个二倍体、四倍体和六倍体山羊草属基因组的高质量组装结果,结合先前已发表的基因组,完成了该属全部25个基因组参考组装的构建。这些组装的大小范围为:二倍体中最小为5.24 Gb,六倍体中最大为12.65 Gb,scaffold N50最高达749.2 Mb。基因注释鉴定出53,035至156,779个蛋白编码基因,其中21,865至60,490个被归类为高可信基因。基于直系同源群的25个山羊草属基因组泛基因组分析鉴定出80,521个直系同源群,其中包括15,809个核心直系同源群、61,735个可变直系同源群以及2,977个物种特异性直系同源群,突显了不同基因组间显著的基因内容变异。基于近单拷贝直系同源基因对63个小麦属和山羊草属基因组/亚基因组进行的系统发育分析,界定了小麦属/山羊草属复合群内部的系统发育关系,并确认了多倍体谱系的二倍体祖先。Ae. mutica(T)和Ae. speltoides(S)归属于B谱系,而其余Sitopsis类群则聚类于D谱系。以二倍体祖先为参照的结构变异分析揭示了多倍体化后广泛存在的大尺度重排,强调了其演化过程的动态性。转座元件(TE)注释进一步揭示了亚基因组特异性的TE扩张与收缩,为理解多倍体化后塑造基因组结构的机制提供了见解。总体而言,这些基因组资源为探索山羊草属多样性、理解多倍体演化以及加速小麦改良提供了全面的框架。

Aegilops 属物种是小麦最近缘的野生近缘种,也是用于小麦改良的重要遗传多样性资源库。尽管其具有巨大潜力,许多 Aegilops 基因组仍缺乏充分表征。在此,我们提供了 18 个二倍体、四倍体和六倍体 Aegilops 基因组的高质量组装结果,结合先前已发表的基因组,完成了该属全部 25 个基因组参考组装的构建。这些组装的大小从二倍体的 5.24 Gb 到六倍体的 12.65 Gb 不等,scaffold N50 值最高达到 749.2 Mb。基因注释鉴定出 53,035–156,779 个蛋白质编码基因,其中 21,865–60,490 个被归类为高置信度基因。基于直系同源群的 25 个 Aegilops 基因组泛基因组分析鉴定出 80,521 个直系同源群,其中包括 15,809 个核心直系同源群、61,735 个可变直系同源群以及 2,977 个物种特异性直系同源群,凸显了各基因组之间显著的基因含量变异。基于近单拷贝直系同源基因对 63 个 Triticum 和 Aegilops 基因组/亚基因组进行的系统发育分析界定了 Triticum/Aegilops 复合群内部的系统发育关系,并证实了多倍体谱系的二倍体祖先。Ae. mutica(T)和 Ae. speltoides(S)归属于 B 谱系,而其余 Sitopsis 物种则聚为 D 谱系。以二倍体祖先为参考的结构变异分析揭示了多倍体化后广泛存在的大尺度重排,强调了其进化过程的动态性。转座元件(TE)注释进一步揭示了亚基因组特异性的 TE 扩张与收缩,为理解多倍体化后塑造基因组结构的机制提供了见解。总体而言,这些基因组资源为探索 Aegilops 多样性、理解多倍体进化以及加速小麦改良提供了全面框架。


📄 原文链接:https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.07.09.737531v1?rss=1

🏷️ 比较基因组学 泛基因组 系统发育 多倍体演化 转座元件 小麦野生近缘种