Ensamblaje del genoma resuelto por haplotipos de la Microvitis

Desarrollar un sistema manejable de ingeniería genética y edición de genes es una herramienta esencial para la vid. Iniciamos un programa de transformación de plantas y biotecnología en la Universidad Estatal de Oregón usando el sistema de microvid (V. vinifera) en 2018 para interrogar las relaciones genotipo-característica utilizando ingeniería genética tradicional y edición de genes. El modelo de microvid también se utiliza para la entrega asistida de RNP, ADN y ARN mediante nanomateriales. La mayoría de los genomas de referencia y anotaciones para la vid son ensamblajes colapsados de cromosomas homólogos y no representan la variedad de microvid '043023V004' que se estudia en nuestra institución. Utilizamos un método de trío de agrupamiento combinando lecturas de PacBio HiFi y lecturas parentales de Illumina para desarrollar un genoma de microvid de alta calidad y resuelto por haplotipos. Este genoma fue refinado utilizando andamiaje cromosómico con captura de conformación cromosómica de alto rendimiento (Hi-C). Para evaluar la calidad del genoma, comparamos este genoma con nuestro propio genoma de microvid altamente curado, que se produjo utilizando una combinación de secuenciación de Oxford Nanopore y PacBio Sequel I. Si bien el nuevo genoma mantiene una considerable sinternía estructural a gran escala con los genomas existentes de uva, también reveló diferencias significativas entre los haplotipos. El enfoque de fase ha elucidado las contribuciones alélicas únicas de familias de genes esenciales como GRAS, que contribuyen al enanismo de la microvid, o MYB, involucrado en la regulación de la acumulación de pigmentos en las bayas. Los roles de variantes adicionales de genes, junto con eventos de empalme alternativo asociados, proporcionan ideas sobre la regulación dinámica de estas familias clave de genes a través de los haplotipos. Este recurso genómico integral acelerará la caracterización funcional de interacciones moleculares genéticas complejas, mejorará el desarrollo de marcadores moleculares y aumentará la precisión de las herramientas de edición del genoma en la investigación de la vid.