JGG项目文章｜云南省农业科学院陈璇团队发表大麻单倍型T2T基因组
文章导读
工业大麻(又称汉麻、火麻、线麻等)是我国的一种传统经济作物，其在纤维和籽实上的利用具有非常悠久的历史，已被广泛应用于纺织、食品、医药及复合材料等领域。目前，工业大麻中最广泛使用的参考基因组是cs10(GCF_029168945.1)，代表CBDRx(一种高大麻素含量的大麻品种)的染色体水平组装。我国是大麻的原产地，至今仍存在野生种质(即最接近古老大麻的种质)，其相较于栽培种表现出更强的抗逆性。然而目前工业大麻尚无公开发表的T2T基因组组装数据。
2025年5月5日，Journal of Genetics and Genomics在线发表云南省农业科学院经济作物研究所陈璇研究员团队题为“Haplotype-resolved T2T genome assembly of wild Cannabis provides molecular insights into drought tolerance”的研究论文。该研究完成了新疆野生大麻种质资源W606的T2T基因组组装，并通过RNA-Seq和ATAC-Seq联合分析，初步揭示了W606的抗旱机制，为栽培大麻的功能基因组学和抗逆性遗传改良提供了宝贵的基因组资源。云南省农业科学院张园博士为该论文第一作者，云南省农业科学院陈璇研究员为通讯作者，华命生物总经理李元和生信总监张耀龙作为共同作者深度参与本项目。
云南省农业科学院张园博士为该论文第一作者，云南省农业科学院陈璇研究员为通讯作者，华命生物总经理李元和生信总监张耀龙作为共同作者深度参与本项目，为本项目提供了T2T基因组测序及分析服务。
主要研究成果
研究团队通过整合PacBio HiFi、ONT超长读长、Hi-C和Illumina测序数据，完成了W606两个单倍型的T2T基因组组装，确定Haplotype A (HapA)和 Haplotype B (HapB)的组装片段总大小分别为737 Mb和738 Mb，N50值分别为 77.98 Mb 和77.87 Mb，与之前的参考基因组(GCF_029168945.1，N50 = 23.5 Mb)相比，提高了3倍多。两个单倍型BUSCO为98.20%，长末端重复序列组装指数(LAIs)分别为22.64和22.84。两个单倍型的单碱基准确率均超99.99%。这些结果证实了该单倍型T2T基因组的高质量组装。通过进一步解析端粒、着丝粒和重复序列等复杂区域，确定了40个端粒和20个着丝粒的具体位置。进化分析发现，大麻属(HapA和HapB)分别具有921个和805个物种特异性基因。这些特异性基因在与酰基转移酶活性、微管结合以及甲基转移酶活性相关的功能方面显著富集，暗示它们在次生代谢物生物合成、抗逆性和防御能力方面发挥作用。
在T2T基因组基础上，研究团队对大麻W606展开耐旱性分析。通过RNA-Seq、ATAC-Seq联合分析及RT-qPCR实验验证，筛选出耐旱关键基因CsMYB102，以及其上游调控因子CsABF4和下游靶基因CsTPS9。
图示：大麻野生种质资源W606 T2T基因组组装及其耐旱性分子解析
相关工作得到国家麻类产业技术体系、云南省产业创新人才计划、云南省基础研究项目、云南省农业科学院人才培养项目以及云南省草本油料作物遗传改良重点实验室的资助。
原文链接：Yuan Zhang, Mengbi Guo, Xuejing Zi, Yanping Xu, Pin Lv, Yuan Li, Qingying Zhang, Ming Yang, Yaolong Zhang, Riaz Muhammad Khan, Xuan Chen, (2026). Haplotype-resolved T2T genome assembly of wild Cannabis provides molecular insights into drought tolerance. Journal of Genetics and Genomics.
DOI: https://doi.org/10.1016/j.jgg.2026.04.020