Allele-aware chromosome-level genome assembly of Artemisia annua reveals the correlation between ADS expansion and artemisinin yield
- 作者
- Baosheng Liao, Xiaofeng Shen, Li Xiang, Shuai Guo, Shiyu Chen, Ying Meng, Yu Liang, Dandan Ding, Junqi Bai, Dong Zhang, Tomasz Czechowski, Yi Li, Hui Yao, Tingyu Ma, Caroline Howard, Chao Sun, Haitao Liu, Jiushi Liu, Jin Pei, Jihai Gao, Jigang Wang, Xiaohui Qiu, Zhihai Huang, Hongyi Li, Ling Yuan, Jianhe Wei, Ian Graham, Jiang Xu, Bol Zhang, Shilin Chen
- 杂志
- Molecular Plant（2022）
- DOI
- 10.1016/j.molp.2022.05.013
- 所属领域
- 合成生物学
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解决的核心问题
缺乏等位基因感知的染色体水平基因组，限制了对青蒿素产量相关基因变异的理解，亟需揭示ADS基因扩增与青蒿素产量之间的相关性。
研究策略
对黄花蒿进行等位基因感知的染色体水平基因组组装，并分析ADS基因拷贝数扩增与青蒿素产量水平的关系。
研究路线图
核心内容
该研究针对黄花蒿缺乏等位基因感知的染色体水平基因组这一问题，构建了高质量染色体规模基因组组装，并系统分析了青蒿素生物合成关键酶紫穗槐二烯合酶基因家族的拷贝数变异。通过等位基因水平的精细注释与比较基因组学分析，研究者首次揭示了ADS基因家族在黄花蒿基因组中的扩增事件，并发现其拷贝数增加与青蒿素产量水平呈现显著正相关。这一发现表明，ADS基因的复制扩增可能是驱动不同黄花蒿品种间青蒿素含量差异的重要遗传基础。该等位基因感知基因组资源不仅为理解青蒿素生物合成的进化机制提供了新视角，也为通过分子标记辅助选育青蒿素高产品种奠定了基因组学基础，对青蒿素可持续生产具有重要应用价值。
创新点
构建了等位基因感知的染色体水平基因组，首次揭示ADS基因家族扩增与青蒿素产量之间的相关性。
研究对象（1）
| 底盘细胞 | 代谢通路 | 基因 | 蛋白 | 功能 | 说明 |
|---|---|---|---|---|---|
| Artemisia annua | 青蒿素生物合成 | ADS | Amorpha-4,11-diene synthase | 催化 | 紫穗槐二烯合酶，青蒿素生物合成的关键酶，其基因扩增与青蒿素产量相关。 |
关键发现
完成了黄花蒿等位基因感知的染色体水平基因组组装，发现ADS基因家族扩增与青蒿素产量水平存在相关性（原文未提供具体数值）。
研究结论
高质量的等位基因感知基因组揭示了ADS扩增与青蒿素产量的相关性，为青蒿素高产品种的分子选育提供了基因组学基础。