金魚草(Antirrhinum majus L.)也稱龍頭花(snapdragon)，車前科多年生草本植物，因花似金魚或龍頭而得名，是常見的盆栽、切花及庭院觀賞的園藝花卉，在古羅馬期間就已完成了馴化。在過去的三十年中，金魚草一直作為分子和發(fā)育遺傳學(xué)的模式作物，很多關(guān)鍵基因是在金魚草中被首次發(fā)現(xiàn)，包括MADS家庭成員DEF、TCP家庭成員CYC、控制花瓣表皮細(xì)胞形狀的MYB基因MIXTA、花色基因ROSEA、VENOSA以及控制自交不親和的SLFs(S-Loucs F-box)等。金魚草中內(nèi)在活潑的轉(zhuǎn)座子促進(jìn)了基因的分離和分析。但是，迄今為止，這些研究都是在缺少基因組序列條件下舉行的，無法研究這些基因、轉(zhuǎn)座子和性狀的整體進(jìn)化和遺傳結(jié)構(gòu)。

中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所薛勇彪研究組聯(lián)合梁承志研究組、John Innes中心Enrico Coen研究組和華大基因等研究團(tuán)隊(duì)，利用第二代Illumina基因組測序平臺和第三代PacBio單分子測序技術(shù)，結(jié)合遺傳圖譜幫助組裝策略，完成了對栽培金魚草(Antirrhinum majus cv. JI7)的全基因組序列測定。

該研究得到了金魚草(2n=2x=16)8條染色體的分子序列510Mb，覆蓋度為97.12％，注釋了37714個(gè)蛋白編碼基因，報(bào)告了一個(gè)近乎完整的金魚草基因組。通過對序列的比較分析顯示，車前科與茄科在大約六千二百萬年前從其最近的祖先處分開并在大約四千六百萬到四千九百萬年前發(fā)生了全基因組復(fù)制事件，該全基因組復(fù)制對金魚草中與花不對稱性相關(guān)的TCP基因家庭進(jìn)化具有重要貢獻(xiàn)。此外，該研究發(fā)現(xiàn)金魚草的假S位點(diǎn)(ψS-locus)在大約2Mb的序列上含有102個(gè)基因，其中包含37個(gè)SLF基因但缺失S-RNase，提示該花柱因子的丟失是栽培金魚草得到自交親和性狀的重要原因，并發(fā)現(xiàn)栽培金魚草S-位點(diǎn)與野生金魚草S-位點(diǎn)之間具有高度的共線性。綜上，金魚草基因組的破譯將極大加速這個(gè)模式生物的基因組學(xué)和進(jìn)化研究。

該研究結(jié)果于1月29日在線發(fā)表在Nature Plants雜志(DOI:10.1038/s41477-018-0349-9)。薛勇彪研究組李苗苗、張冬芬、張輝，梁承志研究組高強(qiáng)、馬斌，中科院北京基因組研究所駱迎峰和華大基因陳春海為論文的共同第一作者，薛勇彪、梁承志、Enrico Coen和華大基因尹燁為論文的共同通訊作者。該研究得到中科院戰(zhàn)略先導(dǎo)項(xiàng)目、國家科技部及國家自然科學(xué)基金委的經(jīng)費(fèi)支持。

圖：金魚草栽培品種JI7基因組及假S位點(diǎn)的特征