Первый хромосомный геном падуба
Ilex (Aquifoliaceae), или падубы, — один из крупнейших и наиболее характерных древесных двудомных родов в тропическом и субтропическом юго-западном Китае. Многие виды используются как источники напитков и лекарств, декоративные растения, медоносы, источники красителей, древесины и для других целей. Внутривидовая изменчивость использовалась в садоводстве для выведения новых сортов и гибридов, но ещё не в огромном рынке напитков и лекарств из падуба.
В исследовании, опубликованном в Horticulture Research, учёные из Сишуанбаньнаского тропического ботанического сада (XTBG) Китайской академии наук изучили внутривидовую изменчивость и локальную адаптацию у Ilex polyneura — широко распространённого диплоидного вида из листопадной восточноазиатской клады. Используя комбинацию коротких чтений Illumina, технологии секвенирования в реальном времени одной молекулы PacBio и методов Hi-C, они собрали полный геном Ilex polyneura.
Используя этот высококачественный геном в качестве референса, они провели популяционно-геномное исследование 112 особей, собранных из 21 популяции по всему высотному диапазону вида, с помощью секвенирования ДНК, ассоциированной с сайтами рестрикции (RADseq).
Собранный геном составил приблизительно 727.10 Мб. Анализ BUSCO показал 97.6% универсальных однокопийных ортологов, что указывает на высокую целостность и полноту сборки. 98.9% сборки генома было привязано к 20 псевдохромосомам.
«Это первый опубликованный геном на уровне хромосом в огромном роде Ilex, а также в порядке Aquifoliales. Это также единственный доступный геном для древесного представителя campanulids», — сказал Яо Синь из XTBG.
Популяционно-генетические анализы выявили свидетельства дивергентного отбора, ведущего к геномной адаптации Ilex polyneura к разным высотам. Популяции на низких и высоких высотах имели более простую генетическую структуру, в то время как популяции на средних высотах имели смешанное происхождение от низких и высоких популяций.
Таким образом, исследование предоставляет доказательства генетической дивергенции и значительной локальной адаптации, несмотря на ожидаемый высокий уровень потока генов между популяциями у Ilex.