禾白粉菌专化型的首个染色体尺度基因组组装揭示了基因组进化与寄主专化机制

燕麦白粉病菌（*Blumeria graminis* f. sp. *avenae*，Bga）是禾本科白粉菌复合种中宿主专化程度最高的成员之一。尽管该病原菌具有重要的农业意义，但由于缺乏高质量的参考基因组，针对其宿主专化、毒力演化和比较基因组学的研究一直受到限制。在本研究中，我们采用整合性策略，结合长读长和短读长测序、Hi-C支架构建以及转录组数据，获得了首个染色体尺度的Bga基因组组装。Bga基因组呈现出白粉菌的典型特征，包括大量重复序列和较低的基因密度。比较分析表明，基因组扩张主要与历史上的转座元件增殖有关，而非近期的转座活动。基因组组织结构与功能分层的“单速”模型一致：与致病性相关的基因，包括预测的效应子基因和感染响应基因，优先定位于富含转座元件的区域；这些区域的共线性保守程度较低，且具有更长的基因间区。相比之下，保守基因主要集中于紧凑的基因组区域，并在感染禾本科植物的不同专化型之间保持较强的共线性保守性。Hi-C分析揭示了高度有序的染色质结构，并发现了与感染相关基因表达相联系的基因组组织模式。比较基因组学分析表明，Bga的宿主专化主要由相对较小一部分基因的局部多样化驱动，而非大规模的基因组重构。这些结果为Bga提供了首个高质量基因组资源，并为深入理解白粉菌宿主专化的演化机制提供了新的见解。

燕麦白粉病的病原菌燕麦禾白粉菌（*Blumeria graminis* f. sp. *avenae*，Bga）是禾白粉菌复合群中宿主专化程度最高的成员之一。尽管其具有重要的农业意义，但由于缺乏高质量参考基因组，关于该病原菌宿主专化、毒力演化和比较基因组学的研究一直受到限制。在本研究中，我们采用整合性方法，结合长读长和短读长测序、Hi-C支架构建以及转录组数据，构建了首个染色体尺度的Bga基因组组装。Bga基因组呈现出白粉菌类群的典型特征，包括广泛的重复序列含量和较低的基因密度。比较分析表明，基因组扩张主要与历史上的转座元件增殖有关，而非近期的转座活动。基因组组织结构符合一种具有功能分层特征的“单速”模型：与致病性相关的基因，包括预测的效应子基因和感染响应基因，优先分布于富含转座元件的区域；这些区域具有较低的共线性保守性以及较长的基因间区。相比之下，保守基因集中分布于紧凑型基因组区域，并且在感染禾本科植物的不同专化型之间保持较强的共线性保守性。Hi-C分析显示，Bga具有高度结构化的染色质构象，并揭示了与感染相关基因表达相联系的基因组组织模式。比较基因组学分析表明，Bga的宿主专化主要由相对较小的一部分基因发生局部多样化所驱动，而非大规模的基因组重构。这些结果为Bga提供了首个高质量基因组资源，并为深入认识白粉菌中宿主专化的演化机制提供了新的见解。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.08.28.747853v1?rss=1

🏷️ 燕麦白粉菌 染色体尺度基因组组装 宿主专化 比较基因组学 转座元件 效应子基因