福建农林大学林占熺团队等公布草中之王—巨菌草高质量T2T基因组公布

巨菌草(Cenchrus fungigraminus; 2n=4x=28)是被子植物门，单子叶植物纲，禾本科，狼尾草属的一种优质菌草，原产地在北非，由福建省农林大学菌草研究所所长林占熺研究员引进改良培育，是一种适宜在热带、亚热带、温带生长和人工栽培的高产优质菌草，在菌类栽培、饲料生产、造纸、生物发电、生物燃料等领域用途广泛，因其生产性能优良、营养价值高，被誉为“草中之王”。

巨菌草幼苗

收获期的巨菌草

近日，福建农林大学林占熺团队联合多个团队在植物领域知名学术期刊Plant Communications (IF=8.625) 杂志以题为“A near-complete genome assembly of the allotetrapolyploid Cenchrus fungigraminus (JUJUNCAO) provides insights into its evolution and C4 photosynthesis”在线发表论文，公布了巨菌草近乎完整的高质量基因组。

研究显示巨菌草是起源于~2.7 MYA 的异源多倍体，组装出的基因组大小约2.13Gb，共14条染色体，ContigN50达到131.3Mb，BUSCO评估基因组完整度达98.4%。

巨菌草的基因组由两个亚基因组组成，亚基因组 A 与珍珠粟具有高度共线同线性。此外作者还分析了巨菌草的基因组进化，结果显示巨菌草的祖先核型分裂为巨菌草的A和B祖先核型。比较转录组和DNA甲基化分析揭示了两个亚基因组之间同源基因对存在功能差异，这进一步表明DNA不对称甲基化。

在巨菌草基因组中存在三种着丝粒重复序列（CEN137、CEN148和CEN156）并且他们在每个亚基因组中独立进化，CEN156从B亚基因组渗入A亚基因组。

此外，作者还进一步研究了巨菌草的光合特性，揭示了巨菌草典型的C4 Kranz 解剖结构和高光合效率，另外巨菌草中的 NADP-ME 和 PEPCK很可能在主要的C4脱羧反应中协同作用，这与已报道的其他C4光合亚型不同，可能有助于提升巨菌草的高光合效率和高生物量产量。

综上所述，该研究结果提供了几近完整的高质量的巨菌草基因组，同时对其高效光合机制进行了深入分析，为未今后巨菌草的遗传进化研究以及品种的遗传改良提供了坚实的物质基础。

原文链接：

https://www.cell.com/plant-communications/fulltext/S2590-3462(23)00150-5#

转自：“iPlants”微信公众号

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