蒲瓜基因組組裝和果實生長發育調控研究獲進展

廣東省農業科學院蔬菜研究所瓜類研究一室與北京市農林科學院研究員左進華團隊合作，在廣東省農業科學院科技創新戰略專項資金（高水平農科院建設）項目等的資助下，研究揭示了蒲瓜基因組組成和進化關系及果實生長發育的分子調控機制。相關成果近日在線發表于《園藝研究》（Horticulture Research）。

廣東蒲瓜（Pugua）基因組組裝。研究團隊供圖

蒲瓜又稱瓠瓜、葫蘆、夜開花等，屬于葫蘆科葫蘆屬，原產于非洲撒哈拉以南地區，現已在全球多個地區廣泛栽培。作為我國南方地區重要的特色瓜類蔬菜，蒲瓜的幼嫩果實口感清爽，營養豐富，含有豐富的維生素、膽堿、萜類和黃酮等生物活性成分，具有潛在的藥用價值。但蒲瓜高質量基因組的缺乏不利于其相關分子機制的研究，阻礙了進一步的應用。

該研究通過結合PacBio HiFi、ONT超長讀長測序和Hi-C測序數據，成功組裝了蒲瓜的基因組，總長度為298.67 Mb。在11條染色體中，有7條實現了從端粒到端粒的無間隙組裝，Contig N50達到了28.55 Mb，共注釋出24,439個蛋白編碼基因。BUSCO評估顯示，基因組的完整性達到了96.34%。通過基因組比較和系統發育分析，發現蒲瓜與西瓜的親緣關系最近，大約在14.3至32.38百萬年前發生分化。

該研究還發現，赤霉素GA4和Aux/IAA家族基因在果實的膨大和成熟中起著介導作用。在細胞壁動態調控方面，XTHs和EXPs酶類發揮了重要作用；在果實發育的早期階段，主要以氨基酸和脂質的積累為主，而后期則以糖和萜類化合物的積累為主。GGAT2基因的表達水平與蒲瓜中谷氨酸的積累呈現正相關性，而SUS5和SPS4基因的表達水平與蔗糖積累水平相一致。

該研究結果為了解蒲瓜基因組的進化以及果實生長發育的調控機制提供了重要的理論基礎。

相關論文信息：https://doi.org/10.1093/hr/uhae335