酸樱桃(PrunuscerasusL.)是一种珍贵的温带水果，以其独特的酸甜风味和卓越的加工品质而闻名。它属于经济上重要的蔷薇科，与桃、甜樱桃和杏仁等各种李属物种有相同的谱系。

鉴于广泛的杂交和多倍体，追踪李属的进化历程在历史上一直具有挑战性。研究已确定酸樱桃是异源四倍体(2n=4x=32)，是PrunusfruticosaPall之间杂交的结果。此外，早春结冰等气候挑战对温带水果产业构成重大威胁，导致农作物大量损失。

针对这一问题，密歇根州立大学的酸樱桃育种计划旨在了解开花时间的基因控制。然而，由于缺乏公开的酸樱桃基因组序列，这些研究仅限于传统的连锁图谱和标记方法。因此，开发酸樱桃基因组资源对于支持育种工作、实现基因发现至关重要以及了解这种复杂四倍体农艺性状的遗传基础

2023年5月，园艺研究发表研究论文题为“四倍体酸樱桃(PrunuscerasusL.)‘Montmorency’的基因组识别出三个不同的祖先李属基因组”的

研究人员首先结合PacBio和Illumina测序组装了酸樱桃“Montmorency”基因组，并通过染色体构象捕获(Hi-C)进一步搭建了支架。尽管由于樱桃的异源四倍体性质，他们预计会出现两个完整的单倍型，但他们发现了24个连锁群。其中八个暗示起源于P.avium类祖先。

包括k-mer聚类在内的进一步分析将这些染色体分为三个不同的组，分别命名为A、A'和B，代表来自不同李属物种的不同亚基因组。对Illumina读数的检查显示，亚基因组B的基因组剂量是A或A'的两倍，证实了“Montmorency”基因组结构为AA'BB。

为了对基因空间进行结构注释，研究人员利用RNA测序和来自“Montmorency”组织的长读cDNA数据集预测了92,783个蛋白质编码基因。通过使用解离进行进一步分析，他们在完整组装中发现了906个可能融合的基因，其中707个存在于支架组装中。

然后，4,481个基因组区域在解离中使用MAKER对支架组件上的4,481个基因组区域进行局部重新标记，并且通过另一个Pfam域搜索获得的9,777个解离基因模型也被重新添加到最终注释中注释的基因具有较高的BUSCO完成分数，并显示AED分布，表明注释质量很高。

对于Prunusfruticosa(一种可能的异源四倍体)，使用PacBio和Illumina读数组装了基因组草案。分析表明，P.fruticosa也是一种异源四倍体，其组装展示了与多倍体组装相关的常见问题。它的注释预测了102,361个蛋白质编码基因。祖先分配表明“蒙莫朗西”亚基因组A和A'与P.fruticosa类似，而亚基因组B与P.avium类似。

此外，还对“Montmorency”和P.fruticosa中的休眠相关MADS-box基因(DAM)进行了分析，该基因对于李属休眠和开花至关重要。使用BLAST+并通过Apollov2.6.5进行手动调整，研究人员在“Montmorency”中识别出了三个完整的DAM1–DAM6单倍型。

其中一个是chr1A'上的DAM6，具有独特的内含子-外显子结构。P.fruticosa表现出两个具有完整DAM单倍型的重叠群，与“蒙莫朗西”中的重叠群相似。此外，在“Montmorency”中检测到与李属自交不亲和性相关的四个S等位基因，与之前的研究有超过99%的序列相似性。

P.fruticosa揭示了一个类似于P.cerasusS36b的S等位基因，表明“蒙莫朗西”酸樱桃源自其S36来自P.fruticosa祖先。研究还表明，樱桃树“Montmorency”是由不到161万年前的一次杂交事件进化而来的。

总之，本研究提出了美国主要酸樱桃品种“Montmorency”的详细染色体规模基因组组装，揭示了其AA'BB三基因组组成。此外，重要祖先P.fruticosa的基因组与P.avium序列一起组装和利用。

注释了关键基因集，包括休眠相关MADS-box基因(DAM)和自交不亲和性S等位基因。这项研究丰富了我们对李属进化的理解，并为育种和比较基因组学提供了重要的见解，有望在酸樱桃种植方面取得进展，并解决坐果率低等问题。

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