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    New reference genome sequences of hot pepper reveal the massive     evolution of  plant disease-resistance genes by retroduplication

今年11月发表在Genome Biology上，下面给大家简单解读。

通过新组装的高质量的辣椒参考基因组揭示了

其存在大量抗病相关基因的原因是因为反座子复制

主要关注科学问题：

1、Capsicum物种形成和进化

2、LTR主导的反转座子辅助导致产生了很多NLRs

3、Solanaceae中抗病基因的出现的进化机制

4、Baccatum中跟炭疽病相关的基因的进化

简单介绍

背景介绍

转座子是物种基因组结构发生变化，物种多样性的主要进化动力。

植物中，据报道转座子主要在核苷酸结合，亮氨酸重复蛋白先关的抗病基因家族中扩张。

我们通过报道了两个高质量的辣椒的参考基因组（Capsicum baccatum and C. chinense），并对C.annuum基因组进行提升，通过比较基因组学的方法发现了，在C.baccatum和其他两个品种辣椒在3.5和9号染色体上存在染色体重排。另外，一些重复序列元件导致了NLRs大量重复。

我们的研究表明retroduplication 在NLR基因大量出现中起到了重要的作用。

从头测序，组装和注释（Capsicum）

我们针对Caosicum baccatum 和C.chinese 两个物种进行了测序，利用的平台是hiseq 2500，构建的是200bp-10Kb的文库。

对于物种基因组大小进行评估，Caosicum baccatum为3.9Gb，C.chinese为3.2Gb。组装的结果分别为3.2Gb和3.0Gb，完整度大约为83%和94%。组装的水平为scaffold N50 2Mb，contig N50 为39Kb，另一个scaffold N50为3.3Mb，contig N50 为50Kb。基因预测大概在35000个基因左右。另外通过构建F2待群体构建了一套高密度的遗传图，将scaffold划分到了12条染色体，其中挂在率分别为87%和89%。另外还优化了一下Annuum基因组。

Capsicum物种形成和进化

通过辣椒跟其他物种构建进化树发现，三个辣椒分化之前存在差异。首先分化在Baccatum和其他物种之上。

LTR插入时间评估和发生复制时间的时间，以及导致不同的基因的数据的结果如下。通过下图可以知道LTR插入和基因组复制导致了大量的基因的出现，从而导致了功能的变化。

通过LTR主导的反转座子辅助导致产生了很多NLRs

Solanaceae中抗病基因的出现的进化机制******

如下图

Baccatum中跟炭疽病相关的基因的进化

在其3号染色体上发现了长达3.8Mb的一个区域，其中包括64个NLRs。（在C.capsici中认为是抗病基因，其在9号上）。

在C.baccatum和其他两个品种辣椒在3.5和9号染色体上存在染色体重排。

我们的结果认为tandem重复和片段复制可能在抗性基因大量出现中起到了很大的作用。

参考文献

Kim S, Park J, Yeom S I, et al. New reference genome sequences of hot pepper reveal the massive evolution of plant disease-resistance genes by retroduplication[J]. Genome Biology, 2017, 18(1).

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