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超数B染色体是额外的遗传元件，常常偏离孟德尔遗传规律，以确保自身存续。它们在自然植物种群中的进化起源和生物学影响仍大多未明。柳枝稷（Panicum virgatum）是研究局部适应的模式物种，但依赖单一参考基因组限制了对谱系特异性基因组内容的检测。我们对遗传分化显著的大西洋柳枝稷亚群进行了染色体水平的基因组组装，并发现了一种此前未检测到的基因组元件：一条约34 Mb的超数B染色体。Hi-C接触图谱和长读长测序深度验证了该染色体的存在，并表明每个细胞核中有2至4条B染色体。B染色体具有二分式结构，包括一个富含基因的单拷贝近端区域（约8 Mb），以及一个富含重复序列、基因稀少的远端区域（约27 Mb）；后者以LTR/Ty3（Gypsy）元件为主，并散布着Mutator TIR峰。高分辨率定位显示，这是一条高度重排的嵌合染色体，由多个常染色体片段构成，且片段主要来自N亚基因组。B染色体上的完整LTR反转座子比A染色体上的更年轻，尤其是在其远端区域；这一结果与B染色体起源于大西洋谱系并在其中扩增的情形相符。群体筛查和系统发育分析表明，B染色体基本局限于大西洋亚群，且很可能起源单一。在典型家系中，B染色体阳性母株的开放授粉后代有70%为B染色体阳性，但不同家系间存在显著差异。最后，B染色体的存在与A染色体基因的表达差异相关，而这些差异因遗传背景而异。总之，我们的研究揭示了附加染色体如何助力……对自然植物种群的进化多样性和基因组多样性。
染色体水平的大西洋柳枝稷组装揭示了具有转录与进化影响的超数 B 染色体 | bioRxiv
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染色体水平的大西洋柳枝稷组装揭示了具有转录与进化影响的超数 B 染色体
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doi：
https://doi.org/10.64898/2026.10.17.759809
Ahmed F Elfarargi
1
美国德克萨斯州奥斯汀，德克萨斯大学奥斯汀分校，综合生物学系，邮编 78712；
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Li Zhang
1
美国德克萨斯州奥斯汀，德克萨斯大学奥斯汀分校，综合生物学系，邮编 78712；
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Adam L Healey
2
美国阿拉巴马州亨茨维尔，哈德逊阿尔法生物技术研究所基因组测序中心，邮编 35806；
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Jason E Bonnette
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生物学系，德克萨斯大学奥斯汀分校，美国德克萨斯州奥斯汀，邮编 78712；
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Avinash F Sreedasyam
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基因组测序中心，哈德森阿尔法生物技术研究所，美国阿拉巴马州亨茨维尔，邮编 35806；
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Usha Bishnoi Saran
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综合生物学系，德克萨斯大学奥斯汀分校，美国德克萨斯州奥斯汀，邮编 78712；
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Jerry Jenkins
2
基因组测序中心，哈德森阿尔法生物技术研究所，美国阿拉巴马州亨茨维尔，邮编 35806；
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David Lowry
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植物生物学系，密歇根州立大学，美国密歇根州东兰辛，邮编 48824；
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John T Lovell
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基因组测序中心，哈德森阿尔法生物技术研究所，美国阿拉巴马州亨茨维尔，邮编 35806；能源部联合基因组研究所，劳伦斯伯克利国家实验室，美国加利福尼亚州伯克利，邮编 94720；
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Kerrie Barry
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能源部联合基因组研究所，劳伦斯伯克利国家实验室，美国加利福尼亚州伯克利，邮编 94720；
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LoriBeth Boston
2
基因组测序中心，哈德森阿尔法生物技术研究所，…
生物技术，亨茨维尔，阿拉巴马州 35806，美国；
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Jie Guo
5
能源部联合基因组研究所，劳伦斯伯克利国家实验室，伯克利，加利福尼亚州 94720，美国；
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Jayson Talag
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亚利桑那基因组研究所，亚利桑那大学植物科学学院，图森，亚利桑那州 85721，美国
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Sumaira Zaman
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能源部联合基因组研究所，劳伦斯伯克利国家实验室，伯克利，加利福尼亚州 94720，美国；
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Jane Grimwood
2
基因组测序中心，哈德森阿尔法生物技术研究所，亨茨维尔，阿拉巴马州 35806，美国；
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Jeremy Schmutz
4
基因组测序中心，哈德森阿尔法生物技术研究所，亨茨维尔，阿拉巴马州 35806，美国；能源部联合基因组研究所，劳伦斯伯克利国家实验室，伯克利，加利福尼亚州 94720，美国；
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Thomas Juenger
1
德克萨斯大学奥斯汀分校综合生物学系，奥斯汀，德克萨斯州 78712，美国；
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超数 B 染色体是额外的
经常偏离孟德尔遗传规律以确保自身存续的遗传元件。它们的进化起源及其对自然植物种群的生物学影响，在很大程度上仍未得到探索。柳枝稷（Panicum virgatum）是研究局部适应的模式物种，但对单一参考基因组的依赖限制了对谱系特异性基因组内容的检测。我们对遗传分化较大的大西洋柳枝稷亚种群进行了染色体水平的基因组组装，并发现了一种此前未被检测到的基因组元件：一条约34 Mb的超数B染色体。Hi-C接触图谱和长读段测序深度验证了该染色体的存在，并表明每个细胞核中含有2至4条B染色体。该B染色体具有双部结构，包括富含基因的单拷贝近端区域（约8 Mb）和富含重复序列、基因贫乏的远端区域（约27 Mb）；远端区域以LTR/Ty3（Gypsy）元件为主，并散布着Mutator TIR峰。高分辨率定位显示，这是一种高度重排的嵌合体，由多个常染色体的片段构成，且来源偏向N亚基因组。B染色体上的完整LTR逆转座子比A染色体上的更年轻，尤其是其远端区域的逆转座子；这一特征与B染色体在大西洋谱系内起源并扩增的情形相符。种群筛查和系统发育分析表明，B染色体基本局限于大西洋亚种群，且很可能仅起源一次。在一个典型家系中，具有B染色体的母株经开放授粉产生的后代中，有70%携带B染色体，但不同家系之间存在显著差异。最后，B染色体的存在与A染色体基因表达差异相关，而这些表达差异因遗传背景不同而异。综上，我们的研究揭示了附加染色体如何促进进化与基因组……
天然植物种群的多样性。
利益冲突声明
作者声明不存在利益冲突。
资助者信息声明
美国能源部（科学办公室、生物与环境研究部）
DE-SC0021126
DE-SC0026058
大湖生物能源研究中心
DE-SC0018409
生物能源创新中心
DEB-2224712
生物能源创新中心
ERKP886
密歇根州立大学农业生物研究中心
版权
本预印本的版权持有人为作者/资助方，其已授予 bioRxiv 永久展示该预印本的许可。
本预印本依据 CC-BY-NC-ND 4.0 国际许可协议提供。
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发布于2026年10月27日。
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染色体水平的海岸雀稗基因组组装揭示了一条具有转录和进化影响的超数 B 染色体
Ahmed F Elfarargi、Li Zhang、Adam L Healey、Jason E Bonnette、Avinash F Sreedasyam、Usha Bishnoi Saran、Jerry Jenkins、David Lowry、John T Lovell、Kerrie Barry、LoriBeth Boston、Jie Guo、
Jayson Talag，Sumaira Zaman，Jane Grimwood，Jeremy Schmutz，Thomas Juenger
bioRxiv
2026.10.17.759809；
doi：https://doi.org/10.64898/2026.10.17.759809
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染色体水平的滨海柳枝稷组装揭示了一条具有转录和进化影响的超数 B 染色体
Ahmed F Elfarargi，Li Zhang，Adam L Healey，Jason E Bonnette，Avinash F Sreedasyam，Usha Bishnoi Saran，Jerry Jenkins，David Lowry，John T Lovell，Kerrie Barry，LoriBeth Boston，Jie Guo，Jayson Talag，Sumaira Zaman，Jane Grimwood，Jeremy Schmutz，Thomas Juenger
bioRxiv
2026.10.17.759809；
doi：https://doi.org/10.64898/2026.10.17.759809
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关键词：柳枝稷基因组组装 · 超数B染色体 · 染色体进化 · 转座子 · 基因表达调控 · 植物群体遗传学
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