Repositorio UFRO · Omeka S

Genomic structure of yellow lupin (Lupinus luteus): genome organization, evolution, gene family expansion, metabolites and protein synthesis

Primer Autor	Salvo-Garrido, Haroldo
Título	Genomic structure of yellow lupin (Lupinus luteus): genome organization, evolution, gene family expansion, metabolites and protein synthesis
Editorial	BMC
Revista	BMC GENOMICS
Lenguaje	en
Resumen	Yellow lupin (Lupinus luteus) gives valuable high-quality protein and has good sustainability due to its ability in nitrogen fixation and exudation of organic acids, which reduces the need for chemical-based phosphate fertilization in acid soils. However, the crop needs further improvements to contribute in a major way to sustainable agriculture and food security.In this study, we present the first chromosome-level genome assembly of L. luteus. The results provide insights into its genomic organization, evolution, and functional attributes. Using integrated genomic approaches, we unveil the genetic bases governing its adaptive responses to environmental stress, delineating the intricate interplay among alkaloid biosynthesis, mechanisms of pathogen resistance, and secondary metabolite transporters. Our comparative genomic analysis of closely related species highlights recent speciation events within the Lupinus genus, exposing extensive synteny preservation alongside notable structural alterations, particularly chromosome translocations. Remarkable expansions of gene families implicated in terpene metabolism, stress responses, and conglutin proteins were identified, elucidating the genetic basis of L. luteus' superior nutritional profile and defensive capabilities. Additionally, a diverse array of disease resistance-related (R) genes was uncovered, alongside the characterization of pivotal enzymes governing quinolizidine alkaloid biosynthesis, thus shedding light on the molecular mechanisms underlying "bitterness" in lupin seeds.This comprehensive genomic analysis serves as a valuable resource to improve this species in terms of resilience, yield, and seed protein levels to contribute to food and feed to face the worldwide challenge of sustainable agriculture and food security.El altramuz amarillo (Lupinus luteus) proporciona proteínas valiosas de alta calidad y presenta una buena sostenibilidad gracias a su capacidad de fijación de nitrógeno y exudación de ácidos orgánicos, lo que reduce la necesidad de fertilización con fosfatos químicos en suelos ácidos. Sin embargo, este cultivo requiere mejoras adicionales para contribuir significativamente a la agricultura sostenible y la seguridad alimentaria. En este estudio, presentamos el primer ensamblaje del genoma a nivel cromosómico de L. luteus. Los resultados ofrecen información sobre su organización genómica, evolución y atributos funcionales. Mediante enfoques genómicos integrados, revelamos las bases genéticas que rigen sus respuestas adaptativas al estrés ambiental, delineando la compleja interacción entre la biosíntesis de alcaloides, los mecanismos de resistencia a patógenos y los transportadores de metabolitos secundarios. Nuestro análisis genómico comparativo de especies estrechamente relacionadas destaca eventos de especiación recientes dentro del género Lupinus, exponiendo una extensa preservación de la sintenia junto con notables alteraciones estructurales, en particular translocaciones cromosómicas. Se identificaron expansiones notables de familias de genes implicadas en el metabolismo de los terpenos, las respuestas al estrés y las proteínas conglutinas, lo que dilucidó la base genética del perfil nutricional superior y las capacidades defensivas de L. luteus. Además, se descubrió una amplia gama de genes relacionados con la resistencia a enfermedades (genes R), junto con la caracterización de enzimas clave que regulan la biosíntesis de alcaloides quinolizidínicos, lo que arrojó luz sobre los mecanismos moleculares subyacentes al "amargor" en las semillas de lupino. Este análisis genómico integral constituye un recurso valioso para mejorar esta especie en términos de resiliencia, rendimiento y niveles de proteína en las semillas, contribuyendo así a la producción de alimentos y piensos para afrontar el desafío mundial de la agricultura sostenible y la seguridad alimentaria.
Tipo de Recurso	artículo original
Description	<italic>Lupinus luteus</italic> Genome assembly Chromosomal rearrangements Protein and metabolites biosynthesis
doi	10.1186/s12864-025-11678-8
Formato Recurso	pdf
Palabras Claves	NARROW-LEAFED LUPIN N-METHYLTRANSFERASE ALBUS L. ALIGNMENT EXPRESSION PACKAGE PERFORMANCE RESISTANCE CYTOSCAPE ALKALOIDS
Ubicación del archivo	http://dx.doi.org/10.1186/s12864-025-11678-8
Materias	NARROW-LEAFED LUPIN N-METHYLTRANSFERASE ALBUS L. ALIGNMENT EXPRESSION PACKAGE PERFORMANCE RESISTANCE CYTOSCAPE ALKALOIDS
Disciplinas de la OCDE	Fitomejoramiento y protección vegetal Biotecnología agrícola Genética y Herencia
Versión del recurso (Recomendado-único)	versión publicada
Tipo de ruta	dorada verde
Access Rights	acceso abierto
Derechos de acceso	acceso abierto
Id de Web of Science	WOS:001488588200004
Título de la cita (Recomendado-único)	Genomic structure of yellow lupin (Lupinus luteus): genome organization, evolution, gene family expansion, metabolites and protein synthesis
Identificador del recurso (Mandatado-único)	artículo original
Editorial	BMC
Revista/Libro	BMC GENOMICS
Categoría WOS	Biotechnology & Applied Microbiology Genetics & Heredity
Idioma	en
ISSN	1471-2164
License	CC BY-NC-ND 4.0
Condición de la licencia (Recomendado-repetible)	CC BY-NC-ND 4.0
Entidad financiadora	Agencia Nacional de Investigacin y Desarrollo
Referencia del Financiador (Mandatado si es aplicable-repetible)	Agencia Nacional de Investigacin y Desarrollo
Formato	pdf