狼尾草属植物基因组学研究进展

doi:10.11686/cyxb2025155

摘要/Abstract

摘要：

狼尾草属植物兼具牧草、观赏草、能源草和生态修复草的重要价值。自2017年美洲狼尾草基因组首个高质量参考序列发布，狼尾草属植物研究进入了基因组学时代，为其属资源开发与分子育种提供了重要基础。开展基因组学研究为解析狼尾草属植物的遗传进化机制、挖掘重要性状功能基因及设计精准育种策略等提供了关键支撑。本研究系统梳理了狼尾草属植物基因组学的研究进展，涵盖基因组测序与组装技术，比较基因组学与进化分析、功能基因组学研究、群体遗传学及分子育种应用，旨在为狼尾草属植物的基因组学及其相关应用研究提供理论参考。

关键词: 狼尾草属, 基因组测序, 比较基因组学, 功能基因组学, 遗传进化

Abstract:

Members of the Pennisetum genus （recently reclassified as Cenchrus） are vital resources for forage production， ornamental horticulture， bioenergy feedstocks， and ecological restoration. The release of the first high-quality reference genome for Pennisetumamericanus （also called Cenchrus americanus） in 2017 heralded a new genomics era in Pennisetum research， laying the foundation for resource development and molecular breeding. Genomic studies have since offered critical insights into the mechanisms of genetic evolution， the functional genes underlying key traits， and precision breeding strategies. This review systematically summarizes progress in Pennisetum genomic research， encompassing genome sequencing and assembly technologies， comparative genomics and evolutionary analyses， functional genomics， population genetics， and molecular breeding applications. It aims to provide a reference for future innovations in genomics-driven research on this genus.

Key words: Pennisetum, genome sequencing, comparative genomics, functional genomics, genetic evolution

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图/表 4

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材料 Materials	物种 Species	测序和组装方法 Sequencing and assembly methods	支架N50 Scaffold N50	重叠群N50 Contig N50	基因组大小 Genome size	基因数量 Gene No.	文献 Reference
Tift 23D2B1-P1-P5	PA	Illlumina WGS/BAC+Multiple	0.88 Mb	0.02 Mb	1.76 Gb	38579	［20］
PI537069	PA	PacBio HiFi+Bionano+Hi-C+Illumina	266.84 Mb	61.62Mb	-	35486	［21］
PI521612	PA	PacBio HiFi+Bionano+Hi-C+Illumina	278.46 Mb	5.40 Mb	-	37906	［21］
PI587025	PA	PacBio HiFi+Bionano+Hi-C+Illumina	257.50 Mb	5.15 Mb	-	38076	［21］
PI583800	PA	PacBio HiFi+Bionano+Hi-C+Illumina	261.45 Mb	3.10 Mb	-	35826	［21］
Tifleaf3	PA	PacBio HiFi+Bionano+Hi-C+Illumina	279.17 Mb	25.57 Mb	-	37280	［21］
PI526529	PA	PacBio HiFi+Bionano+Hi-C+Illumina	286.98 Mb	79.18 Mb	-	36451	［21］
PI186338	PA	PacBio HiFi+Bionano+Hi-C+Illumina	284.64 Mb	3.80 Mb	-	36343	［21］
PI343841	PA	PacBio HiFi+Bionano+Hi-C+Illumina	263.66 Mb	5.10 Mb	-	36312	［21］
PI527388	PA	PacBio HiFi+Bionano+Hi-C+Illumina	193.80 Mb	3.10 Mb	-	37866	［21］
PI250656	PA	PacBio HiFi+Bionano+Hi-C+Illumina	276.63 Mb	4.20 Mb	-	36923	［21］
Tift23D2B1-P1-P5	PA	PacBio HiFi+hifasm+BioNano	279.00 Mb	129.40 Mb	-	50339	［29］
ICMR 06777	PA	PacBio HiFi+hifasm+BioNano	144.60 Mb	71.70 Mb	-	57822	［29］
843 B	PA	PacBio HiFi+hifasm+BioNano	144.00 Mb	126.50 Mb	-	54176	［29］
Tift23D2B1-P1-P5	PA	Oxford nanopore+Bionaon	81.82 Mb	1.15 Mb	1.94 Gb	36898	［30］
Aw	PA	PacBio HiFi+Omni-C	-	284.00 Mb	1.92 Gb	38920	［30］
P10	PA	PacBio HiFi+Omni-C	-	244.00 Mb	1.93 Gb	40869	［30］
紫色象草Purple	PP	Oxford nanopore technologies+Hi-C	455.00 bp	1.83 Mb	2.01 Gb	65927	［32］
CIAT6263	PP	Nanopore+HiC	8.47 Mb	2.90 Mb	2.07 Gb	77139	［33］
丽秋 Liqiu	PAL	PacBio+Illumina+Hi-C	91.33 Mb	84.83 Mb	845.71 Mb	34312	［35］
P. giganteum	PF	PacBio+Hi-C	-	88.47 Mb	2.03 Gb	-	［36］
JUJUNCAO	PF	PacBio HiFi+Hi-C	-	134.10 Mb	1.99 Gb	68526	［37］

材料 Materials	物种 Species	测序和组装方法 Sequencing and assembly methods	支架N50 Scaffold N50	重叠群N50 Contig N50	基因组大小 Genome size	基因数量 Gene No.	文献 Reference
Tift 23D2B1-P1-P5	PA	Illlumina WGS/BAC+Multiple	0.88 Mb	0.02 Mb	1.76 Gb	38579	［20］
PI537069	PA	PacBio HiFi+Bionano+Hi-C+Illumina	266.84 Mb	61.62Mb	-	35486	［21］
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PI250656	PA	PacBio HiFi+Bionano+Hi-C+Illumina	276.63 Mb	4.20 Mb	-	36923	［21］
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ICMR 06777	PA	PacBio HiFi+hifasm+BioNano	144.60 Mb	71.70 Mb	-	57822	［29］
843 B	PA	PacBio HiFi+hifasm+BioNano	144.00 Mb	126.50 Mb	-	54176	［29］
Tift23D2B1-P1-P5	PA	Oxford nanopore+Bionaon	81.82 Mb	1.15 Mb	1.94 Gb	36898	［30］
Aw	PA	PacBio HiFi+Omni-C	-	284.00 Mb	1.92 Gb	38920	［30］
P10	PA	PacBio HiFi+Omni-C	-	244.00 Mb	1.93 Gb	40869	［30］
紫色象草Purple	PP	Oxford nanopore technologies+Hi-C	455.00 bp	1.83 Mb	2.01 Gb	65927	［32］
CIAT6263	PP	Nanopore+HiC	8.47 Mb	2.90 Mb	2.07 Gb	77139	［33］
丽秋 Liqiu	PAL	PacBio+Illumina+Hi-C	91.33 Mb	84.83 Mb	845.71 Mb	34312	［35］
P. giganteum	PF	PacBio+Hi-C	-	88.47 Mb	2.03 Gb	-	［36］
JUJUNCAO	PF	PacBio HiFi+Hi-C	-	134.10 Mb	1.99 Gb	68526	［37］