Banane ist eine der wichtigsten Nutzpflanzen der Welt. Die Nachfrage nach Kulturbananen wächst weiter; Ihre Produktion wird jedoch durch einen Komplex aus biotischen und abiotischen Belastungen stark beeinträchtigt. Beispielsweise sind Bananenerträge durch die Krankheit Fusariumwelke, die durch den Pilz Fusarium oxysporum f. verursacht wird, stark gefährdet. sp. kubisch.
Daher ist die Züchtung neuer Bananensorten mit verbesserten Eigenschaften, insbesondere genetischer Resistenz gegen eine breite und vielfältige Gruppe von Krankheitserregern, für die zukünftige Bananenproduktion von entscheidender Bedeutung. und ein qualitativ hochwertiges Bananengenom würde eine solche genetische Manipulation zweifellos erleichtern.
Bananen vom Cavendish-Typ, die einen monospezifischen Musa acuminata-Ursprung (AAA) haben, machen etwa die Hälfte der weltweiten Bananenproduktion aus und sind daher von großer Bedeutung für die menschliche Gesellschaft. Allerdings war das qualitativ hochwertige Haplotyp-aufgelöste Referenzgenom für Bananensorten bisher noch nicht entschlüsselt. In dieser Studie wurde über das Telomer-zu-Telomer (T2T) und Haplotyp-aufgelöste Referenzgenom von „Baxijiao“ (Cavendish) berichtet.
Dieses Referenzgenom besteht aus drei haploiden Anordnungen, deren Größe auf 477,16 MB, 477,18 MB bzw. 469,57 MB geschätzt wurde. Genomqualitätsbewertungen bestätigten die Kontiguität (LAI: 19,84, 20,65 und 20,22) und Vollständigkeit (BUSCOs: 97,40 %, 97,80 % und 93,80 %) des Genoms. Innerhalb der drei haploiden Anordnungen wurden jeweils 19, 17 und 17 Telomere identifiziert. In Bezug auf sich wiederholende Regionen wurden 256,48 MB (53,76 %), 258,29 MB (54,14 %) und 258,84 MB (55,13 %) identifiziert.
Darüber hinaus wurden aus jeder Baugruppe insgesamt 37.185, 37.241 und 37.178 proteinkodierende Gene mit hoher Zuverlässigkeit vorhergesagt. Obwohl sie monospezifischen Ursprungs waren, zeigten die drei haploiden Anordnungen große Unterschiede bei geringer Sequenzkollinearität. Zwischen den Chromosomen 1, 4 und 7 wurden mehrere große reziproke Translokationen identifiziert.
Es wurde eine Erweiterung von Genfamilien festgestellt, die sich auf die Qualität und das Aroma von Früchten auswirken könnten, wie z. B. diejenigen, die zu den katabolischen Prozessen von Saccharose/Disaccharid/Oligosaccharid, dem Saccharose-Stoffwechselprozess, dem Stärke-Stoffwechselprozess und dem Biosyntheseprozess aromatischer Verbindungen gehören. Darüber hinaus wurde eine Erweiterung der Genfamilien im Zusammenhang mit der Staubbeutel- und Pollenentwicklung beobachtet, die mit Parthenokarpie und Sterilität der Cavendish-Sorte in Zusammenhang stehen könnte.
Schließlich wurden bei „Baxijiao“ viel weniger Resistenzgene identifiziert als bei M. acuminata, insbesondere in den Genclustern auf den Chromosomen 3 und 10, was potenzielle Ziele für die Erforschung der molekularen Analyse der Krankheitsresistenz bei Bananen darstellt. Dieses T2T-Haplotyp-aufgelöste Referenzgenom wird somit eine wertvolle genetische Ressource für biologische Studien, molekulare Züchtung und genetische Verbesserung von Bananen sein.
Der Artikel „Telomer-zu-Telomer-Haplotyp-aufgelöstes Referenzgenom zeigt Subgenomdivergenz und Krankheitsresistenz in triploiden Cavendish-Bananen“ wurde in veröffentlicht Gartenbauforschung.
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Hui-Run Huang et al., Telomer-zu-Telomer-Haplotyp-aufgelöstes Referenzgenom zeigt Subgenomdivergenz und Krankheitsresistenz in triploiden Cavendish-Bananen, Gartenbauforschung (2023). DOI: 10.1093/hr/uhad153