サクラ野生2種、高精度ゲノム公開──進化の「設計図」を解読

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2025-12-08 国立遺伝学研究所

国立遺伝学研究所・森林総合研究所らによる「サクラ100ゲノムコンソーシアム」は、日本の野生サクラで代表的なエドヒガン(C. itosakura)とヤマザクラ(C. jamasakura)について、初となる染色体スケールの高精度ゲノムを解読した。両種のゲノムは高い完全性を示し、サクラ属における染色体構造の保存性が確認された一方、エドヒガンの第8染色体には約1.84 Mbの大規模逆位が存在することが明らかになった。この構造変化はエドヒガン系統特有の染色体再編成を反映し、属内の進化過程を理解する重要な手がかりとなる。また、rRNA遺伝子クラスターの配置やコピー数の違いなど、特定領域での種間差も検出された。さらに、この新規ゲノムを基盤として園芸品種ソメイヨシノのハプロタイプを再構築したところ、エドヒガンとオオシマザクラの雑種起源説を染色体レベルで裏付ける結果が得られた。本成果はサクラ属の進化・分類学・育種研究に新たな基盤を提供する。

サクラ野生2種、高精度ゲノム公開──進化の「設計図」を解読
A、B: エドヒガンの花と樹木。C、D:ヤマザクラの花と樹木。E: エドヒガンとヤマザクラの染色体レベルゲノム構造。F: エドヒガンの8番染色体にみられる大型の逆位構造。この逆位は他のオオシマザクラ、ヤマザクラ、カンヒザクラにはみられない。

<関連情報>

2種類の野生のサクラ(イトサクラとジャマサクラ)の染色体スケールのゲノムは、サクラにおける構造進化への洞察を提供します Chromosome-scale genomes of two wild flowering cherries (Cerasus itosakura and Cerasus jamasakura) provide insights into structural evolution in Cerasus

Kazumichi Fujiwara,Atsushi Toyoda,Toshio Katsuki,Yutaka Sato,Bhim B Biswa,Takushi Kishida,Momi Tsuruta,Yasukazu Nakamura,Takako Mochizuki,Noriko Kimura…
DNA Research  Published:30 October 2025
DOI:https://doi.org/10.1093/dnares/dsaf031

Abstract

Flowering cherries (genus Cerasus) are iconic trees in Japan, celebrated for their cultural and ecological significance. Despite their prominence, high-quality genomic resources for wild Cerasus species have been limited. Here, we report chromosome-level genome assemblies of two representative Japanese cherries: Cerasus itosakura, a progenitor of the widely cultivated C. ×yedoensis “Somei-yoshino,” and Cerasus jamasakura, a traditional popular wild species endemic to Japan. Using deep PacBio long-read and Illumina short-read sequencing, combined with reference-guided scaffolding based on near-complete C. speciosa genome, we generated assemblies of 259.1 Mbp (C. itosakura) and 312.6 Mbp (C. jamasakura), with both >98% BUSCO completeness. Consistent with their natural histories, C. itosakura showed low heterozygosity, while C. jamasakura displayed high genomic diversity. Comparative genomic analyses revealed structural variations, including large chromosomal inversions. Notably, the availability of both the previously published C. speciosa genome and our new C. itosakura genome enabled the reconstruction of proxy haplotypes for both parental lineages of “Somei-yoshino.” Comparison with the phased genome of “Somei-yoshino” revealed genomic discrepancies, suggesting that the cultivar may have arisen from genetically distinct or admixed individuals, and may also reflect intraspecific diversity. Our results offer genomic foundations for evolutionary and breeding studies in Cerasus and Prunus.

細胞遺伝子工学
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