近日,我校园艺科技学院闫立英教授黄瓜创新团队成员谢洋副教授在国际知名期刊《Horticulture Research》(中科院一区Top期刊,影响因子8.5)在线发表了题为“A near-complete genome assembly of cucumber line 6457 and identification of candidate gen e controlling pedicel length”的研究论文。发布了首个旱黄瓜T2T基因组,并挖掘到黄瓜果柄长度关键候选基因Csa05g1153。

黄瓜是重要的葫芦科蔬菜作物,中国黄瓜种植面积和产量均位居世界首位。目前我国设施生产中的主栽品种主要包括华北型、华南型以及欧洲温室型。近年来,北方旱黄瓜(华南型)因其口感优良而备受消费者青睐,其设施栽培面积持续扩大,产业地位日益提升。尽管华北型黄瓜的高质量基因组已完成组装,但旱黄瓜基因组信息仍然缺失,这在很大程度上制约了旱黄瓜遗传调控机制的深入解析与分子育种效率的提升。
我校黄瓜创新团队闫立英教授联合华北理工大学宋小明团队和中国农业大学张小兰团队,采用PacBio HiFi、ONT Ultra-long及Hi-C等先进测序技术,成功构建了首个旱黄瓜优良自交系‘6457’近端粒到端粒(T2T)基因组。该基因组总大小为336.58 Mb,Contig N50高达41.45 Mb,BUSCO评估显示其基因组完整度达98.90%;所有基因组序列均被精准挂载至7条染色体上,并完整解析了7个着丝粒区域的序列信息。基于比较基因组学分析,研究明确了黄瓜的物种分化时间:其与南瓜的分化时间约为28.3百万年前,与近缘物种 Cucumis hystrix的分化时间则约为3.72百万年前。此外,基于该高质量基因组和BSA-seq技术,定位到3个与黄瓜果柄长度相关的遗传区域,并筛选出调控果柄长度的关键候选基因Csa05g1153。该研究完成的首个旱黄瓜近T2T高质量基因组,不仅实现了基因序列的高连续性与完整性,更完整解析了着丝粒区域,为深入解析旱黄瓜重要性状的遗传基础、加速其分子设计育种进程提供了关键基础资源和理论支撑。

图1. 黄瓜(6457)T2T基因组组装、注释、进化、共线性分析及果柄长度基因鉴定
河北科技师范学院谢洋副教授、华北理工大学硕士生张晨浩为论文共同第一作者。河北科技师范学院闫立英教授、华北理工大学宋小明教授、中国农业大学张小兰教授为论文共同通讯作者。河北科技师范学院青年教师张姣姣博士、宋晓飞高级实验师、李晓丽副教授、贾建华博士、王琛博士、硕士生雷肖肖和范丽金以及中国农业大学赵剑宇副教授参与了相关研究。该研究得到了河北省省级科技计划(21326309D,22326308D)资助。(编辑:李兴 审核:武军凯、张国君)