一个研究小组成功组装了几乎无间隙的乌苏里杨端粒到端粒 (T2T) 基因组，填补了毛果杨基因组中的空白。利用长读测序，该团队识别并注释了所有双单倍体 (DH) 基因组染色体中的着丝粒区域，为杨树提供了首次发现。该基因组拥有 34,953 个蛋白质编码基因，比毛果杨多 465 个基因。

T2T P. ussuriensis 基因组增强了对杨树基因组结构和功能的了解，有助于杨树进化研究。该组装与 P. trichocarpa 的高度共线性有利于比较基因组学、表观遗传学研究和生殖生物学研究，标志着对该领域的重大贡献。

杨树以其相对较短的生命周期和广泛的适应性而闻名，由于其用途广泛和先锋树种特性，已成为各行各业和重新造林工作中的关键。尽管杨树意义重大，但由于其基因组中杂合性高、重复序列高度复杂，实现杨树(尤其是毛果杨)的高质量基因组组装仍然具有挑战性。

测序技术的最新进展提高了组装质量，但高基因组杂合性仍然是一个障碍。纯合系的开发提供了一种潜在的解决方案，但木本植物的幼年期较长，带来了实际挑战。虽然 DH 系已用于作物基因组测序，但它们在林木中的应用仍然有限。

解决这一空白并开发诱导杨树单倍体植物或 DH 系的有效方法可能会彻底改变这些雌雄异株树种的基因组研究，从而实现更准确、更全面的基因组组装，以增进对其生物学和环境适应性的了解。

《林业研究》发表的一项研究揭示了带有注释着丝粒和端粒的高质量杨树基因组，有助于进行分子分析和比较基因组学。

该研究从 P. ussuriensis 花药中诱导单倍体愈伤组织，通过高通量筛选鉴定单倍体和 DH 愈伤组织，并进行全基因组重测序以鉴定 SNP。选择了 DH15 系，并通过 k-mer 分析估计了其纯合起源和基因组大小。使用 PacBio HiFi 读数和 Hi-C 数据为 DH15 构建了无间隙参考基因组，其中包含 19 条完全组装的染色体、注释的端粒和着丝粒。

该基因组的完整性和质量均高于之前的毛果杨基因组组装。端粒在染色体上的长​​度各不相同，而着丝粒的长度和结构各不相同。比较分析表明，杨属植物之间存在密切的系统发育关系。DH15 基因组含有 34,953 个蛋白质编码基因，显示出多种重复元素。值得注意的是，基因家族分析确定了在磷酸盐代谢过程中富集的特定基因家族。与其他杨属植物基因组的比较突出了 DH15 优越的连续性和完整性，特别是在着丝粒区域，揭示了新的基因和转录本。

该研究的高级研究员苏晨表示：“这种精确的基因组组装将对杨树基因功能的分子分析具有重要意义，并有助于对不同杨树物种进行比较基因组研究。它为未来对杨树和其他植物基因组的研究奠定了坚实的基础。”

综上所述，本研究实现了高度连续的杨树基因组 DH15 的近乎无间隙组装，从而能够全面分析着丝粒区域和基因功能，这将推动杨树基因组学、比较研究和分子育种策略的发展。展望未来，这一精确的基因组组装将成为了解杨树生物学和加速林业和生物技术实际应用的重要资源。

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