Genome biology of the paleotetraploid perennial biomass crop Miscanthus

第一作者：Therese Mitros

第一单位：加州大学伯克利分校

通讯作者：Daniel S. Rokhsar

 Abstract 

背景回顾：Miscanthus is a perennial wild grass that is of global importance for paper production, roofing, horticultural plantings, and an emerging highly productive temperate biomass crop.

主要研究：We report a chromosome-scale assembly of the paleotetraploid M. sinensis genome, providing a resource for Miscanthus that links its chromosomes to the related diploid Sorghum and complex polyploid sugarcanes.

结果1-异源多倍体：The asymmetric distribution of transposons across the two homoeologous subgenomes proves Miscanthus paleo-allotetraploidy and identifies several balanced reciprocal homoeologous exchanges.

结果2-群体：Analysis of M. sinensis and M. sacchariflorus populations demonstrates extensive interspecific admixture and hybridization, and documents the origin of the highly productive triploid bioenergy crop M. × giganteus.

结果3-生物量性状：Transcriptional profiling of leaves, stem, and rhizomes over growing seasons provides insight into rhizome development and nutrient recycling, processes critical for sustainable biomass accumulation in a perennial temperate grass.

结论：The Miscanthus genome expands the power of comparative genomics to understand traits of importance to Andropogoneae grasses.

 摘  要 

芒草（Miscanthus）是一类多年生野生草类植物，多用于造纸、屋顶以及园艺种植，现在越来越多地被用作于温带生物量作物。本文中，作者报道了古四倍体芒（Miscanthus sinensis）的染色体级别组装结果，结果显示芒草的染色体与二倍体高粱以及复杂的多倍体甘蔗有所关联。芒两个同源亚基因组上的不对称转座子分布表明芒的基因组是一个古异源四倍体，并且作者还鉴定了一些平衡的相关染色体同源片段交换。通过对芒和荻（Miscanthus sacchariflorus）的群体分析显示，芒和荻之间存在广泛的遗传混合和杂交，并且验证了高产三倍体生物能源作物奇岗（M. × giganteus）的由来。横跨生长季节的叶片、茎以及根茎转录图谱为根茎发育和营养循环提供了见解，这些生物学进程对于多年生温带草类植物的可持续生物量积累是至关重要的。本文所报道的芒草基因组拓宽了比较基因组的可利用基因组资源，为进一步理解蜀黍族草类植物的相关性状提供了可能。

 通讯作者 

doi: 10.1038/s41467-020-18923-6

Journal: Nature Communications

Published date: Oct 28, 2020