两个猕猴桃物种T2T基因组图谱

我国耕地面积有限的情况下，大幅提高农作物产量和品质是满足农业安全和发展农业经济的必然途径。随着农业大数据与现代生物技术的应用，越来越多的物种进入育种4.0即精准设计育种时代，其中代表性标志之一即为T2T （端粒至端粒） 完整基因组及T2T泛基因组的解析。继2022年6月首次破解西瓜T2T无缺口基因组之后，2022年12月31日，北京大学现代农业研究院、潍坊现代农业山东省实验室何航、邓兴旺团队与武汉植物园合作在Molecular Plant杂志在线发表了题为“Two haplotype-resolved, gap-free genome assemblies of Actinidia latifolia and Actinidia chinensis shed light on regulation mechanisms of vitamin C and sucrose metabolism in kiwifruit”的研究论文，报道了阔叶猕猴桃与中华猕猴桃T2T无缺口基因组图谱，整合基因组、转录组、代谢组多组学分析深入挖掘猕猴桃果实品质调控基因，为猕猴桃功能基因与分子育种研究提供了重要资源。

猕猴桃是一种具有极高食用价值的水果，因其富含维生素C、有机酸、矿物质而被称为“水果之王”。据统计2019年度，中国猕猴桃收获面积和产量分别达到18.26万公顷和219.67万吨，均占世界总产量和栽种面积的一半以上。猕猴桃属 （Actinidia） 起源于中国，全属共包含54个物种，其中52个主要分布于我国。虽然我国猕猴桃文字记载的历史千年有余，但育种研究和产业发展都长期落后于新西兰、意大利等猕猴桃科研、生产大国。目前猕猴桃基础研究与分子育种主要受限于为数不多的可利用种质资源，仅有中华猕猴桃和毛花猕猴桃发表了基因组，严重制约了猕猴桃基因组学研究与遗传改良。

研究团队选择了具有超高维生素C含量的阔叶猕猴桃，以及我国具有独立知识产权的中华猕猴桃优良品种“东红”作为研究对象，通过整合深度测序的PacBio HiFi, Hi-C, ONT数据，完成了两个端粒至端粒无缺口猕猴桃基因组拼接，同时获得了染色体级别的单倍型基因组。通过保守的单拷贝同源基因构建物种进化树，推断了阔叶猕猴桃与中华猕猴桃的分歧时间在大约839万年前。在此期间，有189 个基因家族经历了显著的基因倍增，而58个基因家族经历了基因丢失。这些基因家族的扩张与收缩可能与猕猴桃科特有的性状，如更高的维生素含量、更大的果实型号等相关。研究发现，维生素合成途径基因在不同猕猴桃物种中分布较为保守，但其表达模式在高维生素C含量材料 （阔叶） 和低维生素C含量材料 （东红） 中不完全相同。