近日，西北农林科技大学园艺学院赵涛/马锋旺教授课题组联合风景园林学院李厚华教授课题组在Plant Biotechnology Journal 在线发表了研究论文。

蔷薇科物种的系统发育分析与分化时间标定。西北农林科技大学供图

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该研究通过对光皮木瓜高质量的单倍型基因组的组装与比较基因组学分析，揭示了其在全基因组复制事件后的核型进化轨迹及与次级代谢物合成相关基因家族的扩展。代谢组与转录组的整合分析进一步揭示，MYB转录因子ODORANT1（PsMYBODO1）是苯丙素代谢的关键调控因子，可直接结合并激活包括PsRT3、PsPAL、PsCAD、PsCOMT在内的多个核心代谢基因的启动子。该研究报道的光皮木瓜的首个高质量基因组组装为解析其药用价值和开展分子育种奠定了重要基础。

光皮木瓜苯丙烷代谢分子调控网络。西北农林科技大学供图

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研究人员通过高保真长读长测序（PacBio HiFi）结合高通量染色质构象捕获技术（Hi-C），成功构建了光皮木瓜的高质量单倍型水平基因组。最终组装获得两个单倍型共34条染色体，其中A单倍型为581.56?Mb，B单倍型为557.01?Mb。BUSCO、LTR Assembly Index（LAI）和Merqury组装质量评估结果显示，该基因组具有较高的完整性和准确性。这些结果共同证明光皮木瓜参考基因组具有较高的完整性、准确性与连续性，为后续的功能基因挖掘与遗传研究奠定了坚实基础。

为了阐明光皮木瓜的进化轨迹，研究人员从12个蔷薇科基因组中鉴定出519个保守单拷贝共线性簇（CSSC）基因，通过基于溯祖（coalescent-based）和基于串联（concatenation-based）的系统发育分析方法，证实了光皮木瓜为苹果与梨的姐妹谱系，起源于大约2778万年前。基因家族分析共鉴定出1608个扩张的基因家族，功能富集分析表明，这些扩张家族显著富集于多个初级代谢过程以及多个次级代谢过程，如木质素代谢过程和类黄酮代谢过程。

光皮木瓜果实富含多种次级代谢产物，赋予其显著的抗氧化活性和药用价值。通过广泛靶向代谢组学分析，研究人员在其四个发育阶段共鉴定出1179种代谢物，其中黄酮类占比最高（46.35%），且在成熟阶段（S4）显著积累。等位基因特异性表达（ASE）分析揭示了B单倍型在调控苯丙烷途径中的主导作用。

园艺学院在读硕士生张阳鑫，风景园林艺术学院已毕业博士生、现西安文理学院美术与设计学院张双羽，园艺学院已毕业硕士生郭文梦、张宇欣为论文共同第一作者，西北农林科技大学教授赵涛、马锋旺和李厚华为该论文的共同通讯作者。

相关论文信息：https://doi.org/10.1111/pbi.70167