Il genoma T2T di P. ussuriensis migliora la comprensione della struttura e delle funzioni del genoma del pioppo, aiutando negli studi sull'evoluzione del pioppo. L'elevata collinearità dell'insieme con P. trichocarpa facilita la genomica comparativa, la ricerca epigenetica e gli studi di biologia riproduttiva, segnando un contributo significativo al campo.

I pioppi, rinomati per il loro ciclo di vita relativamente breve e l’ampia adattabilità, sono diventati fondamentali in vari settori e negli sforzi di riforestazione grazie alle loro applicazioni versatili e alle caratteristiche degli alberi pionieristici. Nonostante la loro importanza, ottenere assemblaggi genomici di alta qualità nei pioppi, in particolare nel Populus trichocarpa, rimane una sfida a causa della loro elevata eterozigosità e delle sequenze altamente ripetitive nei genomi.

I recenti progressi nelle tecnologie di sequenziamento hanno migliorato la qualità dell'assemblaggio, ma l'elevata eterozigosi genomica persiste come barriera. Lo sviluppo di linee omozigoti offre una potenziale soluzione, ma i lunghi periodi giovanili delle piante legnose pongono sfide pratiche. Sebbene le linee DH siano state utilizzate nel sequenziamento del genoma delle colture, la loro applicazione negli alberi forestali rimane limitata.

Affrontare questa lacuna e sviluppare metodi efficienti per indurre piante aploidi o linee DH nei pioppi potrebbe rivoluzionare la ricerca genomica in questi alberi dioici, consentendo assemblaggi genomici più accurati e completi per una migliore comprensione della loro biologia e adattabilità ambientale.

Uno studio pubblicato su Forestry Research rivela un genoma di pioppo di alta qualità con centromeri e telomeri annotati, facilitando le analisi molecolari e la genomica comparativa.

Lo studio ha avviato l'induzione del callo aploide dalle antere di P. ussuriensis, ha identificato i calli aploidi e DH tramite screening ad alto rendimento e ha condotto il risequenziamento dell'intero genoma per l'identificazione degli SNP. È stata selezionata la linea DH15 e l'analisi k-mer ha stimato la sua origine omozigote e la dimensione genomica. È stato costruito un genoma di riferimento senza gap per DH15 utilizzando letture PacBio HiFi e dati Hi-C, con 19 cromosomi completamente assemblati, telomeri annotati e centromeri.

Il genoma ha mostrato un'elevata completezza e qualità, superando i precedenti assemblaggi di P. trichocarpa. I telomeri mostravano lunghezze distinte attraverso i cromosomi, mentre sono stati identificati 19 centromeri con lunghezze e strutture variabili. L'analisi comparativa ha rivelato strette relazioni filogenetiche tra le specie Populus. Il genoma DH15, con 34.953 geni codificanti proteine, ha dimostrato una vasta gamma di elementi ripetitivi. In particolare, l'analisi della famiglia genetica ha identificato famiglie genetiche specifiche arricchite nei processi metabolici del fosfato. Il confronto con altri genomi di Populus ha evidenziato la contiguità e la completezza superiori di DH15, in particolare nelle regioni del centromero, svelando nuovi geni e trascrizioni.

Secondo il ricercatore senior dello studio, Su Chen, "Questo raffinato assemblaggio del genoma sarà altamente determinante nelle analisi molecolari delle funzioni genetiche nei pioppi e consentirà studi genomici comparativi tra diverse specie di pioppi. Serve come solida base per la ricerca futura sul pioppo e altri genomi vegetali."

In sintesi, questo studio ha ottenuto un assemblaggio quasi senza lacune di un genoma di pioppo altamente contiguo, DH15, consentendo analisi complete delle regioni centromeriche e delle funzioni genetiche, che guideranno progressi nella genomica del pioppo, studi comparativi e strategie di selezione molecolare. Guardando al futuro, questo raffinato assemblaggio del genoma fungerà da risorsa cruciale per comprendere la biologia del pioppo e accelerare le applicazioni pratiche nella silvicoltura e nella biotecnologia.