福建农林大学考研难吗，农业大学最吃香的专业
责编 | 王一
近日，福建农林大学阙友雄团队在国际学术期刊Journal of Fungi发表了题为The first telomere-to-telomere chromosome-level genome assembly of Stagonospora tainanensis causing sugarcane leaf blight的研究论文，报道了首个甘蔗叶枯病菌（S. tainanensis） 端粒到端粒的染色体水平的基因组，并基于转录组数据进行了致病性相关基因和次生代谢产物合成基因簇等功能注释，为理解叶枯病菌对甘蔗的致病机理，开发病原的特异性检测分子标记等提供了基因组资源。
甘蔗是世界上最重要的糖料作物和能源作物。在我国食糖结构中，蔗糖占85%左右。病害是影响甘蔗产量和糖分积累的重要因素。甘蔗叶枯病菌 （S. tainanensis） 属于死体营养型病原真菌，危害甘蔗造成叶片干枯，引起叶枯病 （sugarcane leaf blight，SLB） 。近年来，甘蔗叶枯病在我国甘蔗主产区广西和云南等地流行，其病斑密布叶面影响叶片光合作用，造成叶片早衰，导致甘蔗产量减少和蔗糖分降低。了解甘蔗和叶枯病菌之间的相互作用机制是防控叶枯病的重要基础。
课题组前期通过SNP芯片分型和双假测交策略，构建了甘蔗品种粤糖93-159和ROC22的高密度遗传图谱，并定位了6个叶枯病抗性相关数量性状基因座 （quantitative trait locus, QTL）（Wang et al., 2022a） 。同时，课题组还利用单剂量多态性标记，优化完善了传统的BSA-seq方法，进一步采用所建立的polyBSA-seq技术，筛选并获得甘蔗中与叶枯病抗性基因紧密连锁的4个分子标记，有望应用于甘蔗抗叶枯病性的鉴定及其遗传育种领域 （Wang et al., 2022b） 。迄今，尚未见甘蔗叶枯病菌全基因组研究的报道，这延缓甚至阻碍了我们对甘蔗叶枯病菌致病机制的研究。
图1 甘蔗叶枯病菌的基因组特性
本研究利用第三代纳米孔 （Oxford Nanopore Technology ，ONT） 测序技术 （基因组10.19 Gb） 结合第二代Illunima测序技术 （基因组3.82 Gb+转录组6.08 Gb） ，首次报道了甘蔗叶枯病菌 S. tainanensis 的高质量基因组，大小为38.25 Mb （GC：51.49%） ，由12 个contig组成 （ctg12为线粒体序列） ，N50 为2.86 Mb，最长为7.12Mb。有9个contig末端检测到了端粒重复序列 (TTAGGG/CCCTAA) n，其中5个双端都能检测到端粒重复，达到了端粒到端粒染色体水平。BUSCO基因组完整性和基因组读序比对率均达到99%以上。基因组重复序列含量为13.20%，过半是LTR类转座子。结合转录组数据，一共注释到了12，206个蛋白编码基因，共编码12，543个蛋白。功能注释显示，所获得的基因组序列中，有 2379 病原菌与宿主互作相关基因 （PHIs） ，599 碳代谢相关基因 （CAZys） ，248个膜转运蛋白 （membrane transport proteins） ，191 细胞色素P450酶 （cytochrome P450 enzymes） ，609 分泌蛋白 （包括333个效应子） 和58个次级代谢产物合成基因簇。本研究将为开发叶枯病菌特异检测分子标记，挖掘致病效应蛋白的功能，以及探究叶枯病菌与寄主甘蔗品种之间的互作机制奠定基础。
图2 甘蔗叶枯病菌致病相关基因
据悉，福建农林大学农学院在读博士研究生许孚和植物保护学院李秀秀副研究员为共同第一作者，福建农林大学农学院/国家甘蔗工程技术研究中心阙友雄研究员和浙江省农业科学院植物保护与微生物研究所/农产品质量安全危害因子与风险防控国家重点实验室鲍坚东副研究员为该论文的共同通讯作者，论文还得到了福建农林大学农学院曾任森教授的大力支持和指导，福建农林大学农学院已毕业硕士任慧、博士汪洲涛和植物保护学院胡红莉博士参与了研究。该研究得到国家现代农业产业技术体系建设项目和福建农林大学科技创新专项基金项目的资助。
图3 甘蔗叶枯病菌与近缘物种的基因组比较
参考文献
1. Wang ZT, Lu GL, Wu QB, Li AT, Que YX, Xu LP. Isolating QTL controlling sugarcane leaf blight resistance using a two-way pseudo-testcross strategy. The Crop Journal, 2022a, 10(4):1131-1140.
2. Wang ZT, Ren H, Pang C, Lu GL, Xu F, Cheng W, Que YX, Xu LP. An autopolyploid-suitable polyBSA-seq strategy for screening candidate genetic markers linked to leaf blight resistance in sugarcane. Theoretical and Applied Genetics, 2022b, 135(2): 623-636.
3. Xu F, Li XX, Ren H, Zeng RS, Wang ZT, Hu HL, Bao JD, Que YX. The first telomere-to-telomere chromosome-level genome assembly of Stagonospora tainanensis causing sugarcane leaf blight. Journal of Fungi, 2022, 8(10):1088.
https://www.mdpi.com/2309-608X/8/10/1088
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