2023 年 4 月,在Horticulture Research 上,董扬教授团队与张才喜教授团队合作发表了题为“Chromosome-scale genome assembly of Prunus pusilliflora provides novel insights into genome evolution, disease resistance, and dormancy release in Cerasus L.”的研究论文。团队选取了滇西边境山区一株120余年的野生细花樱花,利用ONT、HIC和Illumina测序数据,首次完成了野生细花樱花的染色体水平的基因组组装,并对其进行了后续注释和分析。该项研究获得了细花樱花染色体级别参考基因组,大小为309.62Mb,注释得到33,035 个蛋白质编码基因,确定了49.08%的基因组序列为重复序列。比较基因组分析发现,细花樱花、山樱花(P.serrulata)和日本晚樱(P.yedoensis)具有较近的亲缘关系,估计约41.8个百万年前发生物种分化。研究发现,细花樱桃拥有更多的NBS-typeresistancegeneanalogs(RGAs)基因,这可能是其高抗病性的关键因素。同时表型实验也进一步证明了细花樱花对炭疽菌、辣椒疫霉菌和丁香假单胞菌拥有更强的抗性(图25)。该项研究不仅为理解细花樱桃的遗传背景和进化历史提供了新的视角。同时通过细花樱桃相关高抗病性基因的特性分析,为培育抗病樱桃品种提供了重要的遗传资源。在细花樱桃高抗病性研究的基础上,团队进一步拓展了研究视野,开展了中国樱桃果实硬度的研究。研究成果在2024年6月以题为“Haplotype-resolvedgenome assembly for tetraploid Chinese cherry (Prunus pseudocerasus) offers insights into fruit firmness”发表在 Horticulture Research 期刊上。该研究以中国樱桃“诸暨短柄”为主要材料,完成了中国樱桃单倍型基因组的组装。研究发现,中国樱桃的四个单倍型之间在共线性、序列信息、基因结构和表达水平上表现出较高的一致性,暗示其为同源四倍体。基于前两项研究的基础,团队还深入探讨了华中樱桃(P.conradinae)的遗传多样性与花发育机制。该研究首次完成了华中樱桃(P.conradinae)的高质量染色体水平基因组组装,注释得到了31,134个蛋白质编码基因。研究发现基因组重复序列占46.23%,其中LTR-RTs是主要的重复单元。结构变异分析揭示了华中樱桃与其他樱属植物间的共线性片段,以及染色体倒位、易位等结构变异,展现了物种间的遗传多样性和复杂性。进化树分析显示,华中樱桃与钟花樱(P.campanulata)亲缘关系最近,分化时间约为19.1百万年前。华中樱桃也经历了与蔷薇科其他物种共享的全基因组复制事件,发生在约138.6百万年前。此外MADS-box基因家族的鉴定分析揭示了与开花时间和休眠调控相关的基因SVP的家族扩张,为研究华中樱桃的早花分子机制提供了新的线索。该成果于2024 年7月在Molecular Horticulture 期刊上以题为“Chromosome-level genome assembly provides insights into the genetic diversity, evolution, and flower development of Prunus conradinae”进行发表。
团队在樱桃研究领域的成果涵盖了中国樱桃、华中樱桃和细花樱花的基因组组装、遗传多样性、果实硬度、花发育机制和抗病性等多个方面。这些研究不仅为樱桃的分子育种提供了重要基础,也为理解相关樱属品种的进化历史和生物学特性提供了新的视角。此外,在樱属植物的基因组研究方面,团队已对384个樱属植物样本进行了全基因组重测序,并针对樱属植物开展了泛基因组研究。目前,团队正在利用樱属植物的泛基因组数据来揭示物种内部的遗传多样性和复杂性。预计研究将有助于识别和理解控制樱属植物多样性性状的基因。通过泛基因组分析,期望可以更好地理解这些性状的分子基础,为分子标记辅助选择和基因组选择育种提供新的策略和工具。
2026年,联合上海交通大学/樱桃国家林业和草原局重点实验室张才喜/纠松涛团队与国内外合作者在国际学术期刊Nature Communications在线发表了题为“Pangenome and resequencing analyses reveal flowering evolution and genetic control in Cerasus”的研究论文。该研究构建了覆盖樱亚属(Cerasus)多物种的高质量泛基因组资源CERASUSpan v1.0,从泛基因组与群体基因组学层面系统解析了樱亚属开花时间分化与环境适应的遗传基础,并揭示了PavBPC6–PavAGL9模块在樱桃开花调控中的遗传机制,为多年生果树物候适应性研究、开花期精准调控和樱桃分子设计育种提供了重要的遗传资源与候选分子靶标。
研究方向
樱花和樱桃生物大数据采集和分析
👤 生物大数据重点实验室
📅 2026 年 06 月 07 日
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摘要:近年来,云南农业大学董扬教授团队在樱桃学科领域取得了一系列重要成果。通过与上海交通大学张才喜教授团队的紧密合作,双方共同推进了樱属植物研究的深度与广度。