近日，中国热科院南亚所剑麻研究团队在龙舌兰属基因组及CAM进化机制上取得新进展，为龙舌兰属植物（剑麻）分子育种和分析CAM进化提供了基因组数据资源。

龙舌兰属植物（剑麻）是硬质纤维的主要来源,也是CAM组成型植物，为探究龙舌兰属植物的染色体进化特征和CAM的进化机制，本研究以国内主栽品种“东方红1号” (Agave hybrid NO.11648) 为材料，利用Illumina、ONT和Hi-C测序数据，组装了龙舌兰属首个染色体级别基因组。通过多组学分析，发现: (1) 剑麻存在两次全基因组复制事件、发生染色体重排和长时间低频率的重复序列插入；(2) 剑麻存在碳固定、次生代谢物合成等特有基因，蛋白/RNA/DNA合成与稳定相关蛋白受到正选择，糖代谢、植物激素信号基因、热激蛋白和逆境胁迫相关转录因子发生基因扩张；(3) CAM途径明星基因(PEPC)的数量没有增加、没有夜间表达的CAM型PEPC基因、没有发现三类（R/K/H - D、A - S和R - G）已知的能显著提高PEPC酶活性的氨基酸突变；(4) 剑麻PEPCK基因家族发生基因扩张，MAPK信号级联、植物激素信号转导和昼夜节律等途径的转录因子参与调控PEPCK基因表达。本研究完成了剑麻基因组的组装注释，揭示了龙舌兰亚科植物基因组增大的原因，发现新的CAM进化分子机制，研究结果为剑麻分子辅助育种和分析CAM进化提供了基因组数据资源。

A. hybrid形态、基因组特征和共线性分析

A. hybrid CAM途径基因的转录调控

相关研究成果以“A chromosome-level genome assembly of Agave hybrid NO.11648 provides insights into the CAM photosynthesis”发表在《Horticulture Research》上。杨子平博士为论文的第一作者，周文钊研究员为通讯作者。该研究得到国家现代农业产业技术体系麻类产业技术体系岗位专家经费、国家自然科学基金青年基金、广东省自然科学基金、海南省自然科学基金和中国热带农业科学院基本科研业务费专项的资助。

原文链接：

https://academic.oup.com/hr/advance-article/doi/10.1093/hr/uhad269/7480137