最近的一项研究破译了连翘（Forsythia suspensa）的完整基因组，连翘是一种以药用价值和装饰吸引力而闻名的植物。这项研究提供了一个完美的、无缝隙的基因组组装，揭示了对遗传稳定性至关重要的着丝粒的复杂结构。这一进展提供了详细的基因图谱，为未来在生态管理和医学研究方面的突破奠定了基础。尽管连翘在医学和环境保护方面具有传统意义，但由于其片段化和不完整的组装，连翘在基因组上仍然难以捉摸。对染色体分离至关重要的着丝粒由于其密集和重复的DNA序列而特别难以研究。解决这些障碍使得完整和准确的基因组组装成为一个紧迫的目标，这对于加深我们对植物进化和遗传特征的理解至关重要。这项研究（DOI: 10.1093/hr/uhae185）由遗传学和发育生物学研究所和其他机构的研究人员领导，于2024年7月10日发表在《园艺研究》上。利用先进的牛津纳米孔、Hi-C和PacBio HiFi测序技术，该团队组装了连翘的端粒到端粒（T2T）基因组。该组合包含14条染色体，具有全面的着丝粒定位，并为着丝粒复杂性和反转录转座子行为提供了新的线索。连翘（Forsythia suspensa） T2T基因组全长688.79 Mb，包含33,900多个蛋白质编码基因。该研究的亮点之一是使用一种特殊的CENH3抗体精确地绘制着丝粒，揭示了具有独特长度的多种卫星序列，暗示了动态进化机制。此外，研究人员发现，与基因组的其他部分相比，这些着丝粒中年龄较大的反转录转座子更丰富，这可能受到植物主要无性繁殖的影响。这一观察结果与有性繁殖物种的着丝粒模式形成对比，为生殖策略形成的遗传稳定性提供了新的见解。该项目的首席研究员杨柳博士强调说：“连翘无间隙基因组是植物基因组学的一项重大成就。我们的研究不仅加深了我们对着丝粒生物学的理解，也为进一步探索重复DNA在植物进化中的作用铺平了道路。这一全面的基因组资源无疑将成为未来药用和生态植物物种研究的基准。”这种基因组组装的意义超出了学术界。它承诺加快植物育种、生态保护和生物技术方面的基因研究。详细的着丝粒图谱可以为保护策略提供信息，并增强我们对植物恢复力的理解。此外，该研究为揭示连翘药用品质的遗传基础奠定了坚实的基础，具有优化和扩大基于植物生物活性化合物的治疗应用的潜力。