郑果所联合中国农业大学组装了首个半野生型甜瓜T2T基因组

甜瓜（ Cucumis melo  L.）是一种重要的园艺作物，位居十大水果之列。甜瓜分为薄皮甜瓜（ C.  melo  ssp.  agrestis ）和厚皮甜瓜（ C. melo  ssp.  melo ）两个亚种，多样性丰富。长期的人工选择导致严重的驯化瓶颈，栽培品种的遗传多样性显著低于野生种。当前公开的甜瓜基因组均是栽培类型，在一定程度上限制了对甜瓜抗性基因及性状相关关键变异的发掘。

近日， Horticulture Research 上线了郑果所甜瓜遗传育种与栽培团队和中国农业大学合作发表的题为“The haplotype resolved T2T reference genome highlights structural variation underlying agronomic traits of melon”的研究论文。

甜瓜‘821’（ C. melo  ssp.  agrestis  var.  acidulus ）是来自印度的半野生种，对甜瓜新德里花叶病毒（ToLCNDV）等多种病害具有抗性。该研究完成了其自交系两个单倍型T2T基因组的组装，大小分别为~373 Mb和~364 Mb，包含27,685和27,258个蛋白编码基因（图1）。通过基因组比较发现，在11号染色体内基因存在拷贝数变异，其中存在2个自噬基因可能与ToLCNDV抗性显著相关。另外，甜瓜种内存在呼吸跃变和非呼吸跃变类型，是研究果实成熟的理想材料。基于‘821’的T2T基因组，通过全基因组关联分析检测到1个与果实成熟相关的显著信号，并鉴定出候选基因 CM_ac12g114720.1  （ CmABA2 ），其编码一个细胞质短链脱氢酶，参与ABA的生物合成。本研究提供了高质量半野生的甜瓜T2T基因组，对于发掘甜瓜抗性相关基因和性状改良具有重要意义。

图1. 半野生型甜瓜821表型、Hi-C图谱和基因组景观图

该研究得到了中国农业科学院科技创新工程（CAAS-ASTIP-2016-ZFRI-06）、国家现代农业产业技术体系（CARS-25-2023-G6）和海南省重点研发计划（ZDYF2021XDNY164）、欧洲研究理事会（ERC-NectarGland，101095736）、111项目（B17043）和河南省科技攻关（232102110185）项目的资助。（通讯员：齐文莉）