Integrated genome sequence and linkage map of physic nut (Jatropha curcasL.), a biodiesel plant

Abstract

Summary The family Euphorbiaceae includes some of the most efficient biomass accumulators. Whole genome sequencing and the development of genetic maps of these species are important components in molecular breeding and genetic improvement. Here we report the draft genome of physic nut (Jatropha curcas L.), a biodiesel plant. The assembled genome has a total length of 320.5 Mbp and contains 27 172 putative protein‐coding genes. We established a linkage map containing 1208 markers and anchored the genome assembly (81.7%) to this map to produce 11 pseudochromosomes. After gene family clustering, 15 268 families were identified, of which 13 887 existed in the castor bean genome. Analysis of the genome highlighted specific expansion and contraction of a number of gene families during the evolution of this species, including the ribosome‐inactivating proteins and oil biosynthesis pathway enzymes. The genomic sequence and linkage map provide a valuable resource not only for fundamental and applied research on physic nut but also for evolutionary and comparative genomics analysis, particularly in the Euphorbiaceae.

Pendekatan Bioteknologi dan Genomika untuk Perbaikan Genetik Tanaman Jarak Pagar sebagai Penghasil Bahan Bakar Nabati

“…Peranan bioteknologi (genomika, rekayasa genetika, dan perbanyakan in vitro) dalam memecahkan masalah bahan tanaman unggul jarak pagar sangat jelas dalam mempercepat siklus pemuliaan, perbanyakan klon unggul secara massal, transformasi genetik, dan pemanfaatan diversitas genetik secara komprehensif pada program pemuliaan sehingga diperoleh varietas unggul dengan produktivitas dan nilai tambah tinggi, ekonomis untuk dibudidayakan dan minyaknya sesuai sebagai bahan baku biodiesel. Perkembangan teknologi terkini yang meliputi: studi genetika, genomika, perbanyakan in vitro, dan transformasi genetik tanaman jarak pagar akhir-akhir ini berkembang cukup pesat (Biabani et al 2012;Montes et al 2014;Sujatha et al 2008;Wu et al 2015). Tujuan tulisan ini ialah mengulas tentang pendekatan bioteknologi dan genomika untuk perbaikan genetik tanaman jarak pagar.…”

“…Peta pautan genetik jarak pagar paling mutakhir dikonstruksi oleh Wu et al (2015). Peta genetik dikonstruksi berdasarkan dua populasi BC 1 (J. curcas  J. integerrima).…”

“…Sebanyak 81,7% dari genome assembly terpetakan pada peta genetik ini yang lokasinya terdistribusi merata pada 11 kromosom jarak pagar. Penelitian ini menghasilkan peta genetik jarak pagar sepanjang 1.655,8 cM dengan rerata densitas marka 1,4 cM (Wu et al 2015). Peta genetik ini disusun pada 11 LG yang sama dengan jumlah kromosom jarak pagar dengan penomoran kromosom persis sama seperti penomoran pada peta genetik sebelumnya (King et al 2013;Wang et al 2011).…”

“…Genom jarak pagar ternyata berkerabat sangat dekat dengan genom tanaman jarak kepyar (keduanya penghasil bahan bakar nabati), terbukti sebagian besar data sekuen jarak kepyar dapat dipetakan pada genom jarak pagar (Wu et al 2015). Pemetaan komparasi genom jarak pagar dengan genom jarak kepyar berhasil memetakan sebanyak 410 scaffold (189,8 Mb) genom jarak kepyar ke genom jarak pagar yang mendapatkan 320 blok synteny yang terkonservasi pada kedua genom dan mengandung 10.760 gen jarak pagar yang juga terdapat pada genom jarak kepyar (Wu et al 2015).…”

“…Pemetaan komparasi genom jarak pagar dengan genom jarak kepyar berhasil memetakan sebanyak 410 scaffold (189,8 Mb) genom jarak kepyar ke genom jarak pagar yang mendapatkan 320 blok synteny yang terkonservasi pada kedua genom dan mengandung 10.760 gen jarak pagar yang juga terdapat pada genom jarak kepyar (Wu et al 2015). Peta koliniaritas gen ini memberikan alternatif tambahan untuk mengisolasi gen jarak pagar dari tanaman berkerabat dekat seperti jarak kepyar.…”