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苋属（Amaranthus L.）涵盖侵害性强的农田杂草、观赏植物以及古老的伪谷物。属内物种在形态、环境耐受性和性系统方面存在差异，因此非常适合用于研究生殖进化与植物适应。为探究该属内性染色体的结构特征，我们利用 PacBio 高保真（HiFi）长读长数据，构建了一种雌雄同株苋属植物（Amaranthus spinosus）和三种雌雄异株物种（A. acanthochiton、A. arenicola 和 A. floridanus）的染色体水平基因组组装。我们将这些数据与 Dovetail Genomics Omni-C 测序相结合，以实现 A. spinosus 和 A. acanthochiton 的单倍型分辨；对于其余两种物种，则采用参考引导的 scaffold 构建方法。所得组装具有较高的连续性，组装大小范围为 394.24 至 607.10 Mbp，contig N50 为 0.63 至 8.76 Mbp，scaffold N50 为 22.44 至 37.97 Mbp。对组装及注释结果的评估显示，其 BUSCO 完整度分别达到 96.3% 至 97.6% 和 97.6% 至 98.3%。比较基因组分析表明，先前在 A. tuberculatus 中报道的 1 号染色体倒位和罗伯逊融合在 A. acanthochiton 中亦得到保留，并且与 A. arenicola 和 A. floridanus 的结构特征一致，这提示该支系中雌雄异株的演化早于后续的物种形成。与此同时，在 A. spinosus 的 3 号染色体上鉴定出多个 Rf1 同源基因；A. spinosus 为一种雌雄同株物种，其雄花和雌花呈空间分离分布，且与雌雄异株物种 A. palmeri 亲缘关系密切。总体而言，本研究为推动苋属范围内的进化、生态和农艺学研究提供了基础性资源，包括除草剂抗性演化和杂草化性状等方面的研究。
苋属（Amaranthus L.）涵盖了侵害性强的农田杂草、观赏植物以及古老的伪谷物。属内物种在形态、环境耐受性和性系统方面存在差异，因此非常适合用于研究生殖进化和植物适应性。
为研究该属内的性染色体结构，我们利用 PacBio 高保真（HiFi）长读长数据，构建了一个雌雄同株苋属物种（Amaranthus spinosus）和三个雌雄异株物种（A. acanthochiton、A. arenicola 和 A. floridanus）的染色体水平基因组组装。我们将这些数据与 Dovetail Genomics Omni-C 测序结合，用于实现 A. spinosus 和 A. acanthochiton 的单倍型分辨率；对于其余两个物种，则采用参考引导的 scaffold 构建方法。所得组装具有很高的连续性，组装大小介于 394.24 至 607.10 Mbp 之间，contig N50 为 0.63 至 8.76 Mbp，scaffold N50 为 22.44 至 37.97 Mbp。对组装及其注释的评估分别显示，BUSCO 完整度为 96.3% 至 97.6% 和 97.6% 至 98.3%。
比较基因组分析表明，此前在 A. tuberculatus 中报道的 1 号染色体倒位和罗伯逊易位融合在 A. acanthochiton 中是保守的，并且与 A. arenicola 和 A. floridanus 的染色体结构一致，这提示该支系中雌雄异株的演化早于后续的物种形成。与此同时，在 A. spinosus 的 3 号染色体上鉴定出多个 Rf1 同源基因；A. spinosus 是一种雌雄同株物种，其雄花和雌花表现为空间分离，且与雌雄异株物种 A. palmeri 亲缘关系密切。
总体而言，本研究为推动整个苋属的进化、生态和农艺学研究提供了基础性资源，其中包括除草剂抗性进化和杂草性状等方面的研究。
📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.08.21.746229v1?rss=1
🏷️ 苋属基因组 染色体水平组装 性染色体演化 比较基因组学 植物适应进化