Chromosome‐scale reference genome of Pectocarya recurvata, the species with the smallest reported genome size in Boraginaceae

• Published in: Applications in plant sciences Vol. 13; no. 3; pp. e70008 - n/a
• Main Authors: Northing, Poppy C., Pelosi, Jessie A., Venable, D. Lawrence, Dlugosch, Katrina M.
• Format: Journal Article
• Language: English
• Published: United States John Wiley & Sons, Inc 01.05.2025; John Wiley and Sons Inc; Wiley
• Subjects: Biogeography; Boraginaceae; Chromosomes; Cold; cytotype variation; Deserts; Flow cytometry; Genomes; Pectocarya recurvata; Physiology; Precipitation; reference genome assembly; Resource; Seeds; small genome size; Sonoran Desert winter annual plant; Mexico; Sonoran Desert; California; United States > US; Arizona; cytotype variation; small genome size; Sonoran Desert winter annual plant; reference genome assembly; Pectocarya recurvata; Boraginaceae
• ISSN: 2168-0450; 2168-0450
• DOI: 10.1002/aps3.70008

Premise Pectocarya recurvata (Boraginaceae, subfamily Cynoglossoideae), a species native to the Sonoran Desert (North America), has served as a model system for a suite of ecological and evolutionary studies. However, no reference genomes are currently available in Cynoglossoideae. A high‐quality reference genome for P. recurvata would be valuable for addressing questions in this system and across broader taxonomic scales. Methods Using PacBio HiFi sequencing, we assembled a reference genome for P. recurvata and annotated coding regions with full‐length transcripts from an Iso‐Seq library. We assessed genome completeness with BUSCO and k‐mer analysis, and estimated the genome size of six individuals using flow cytometry. Results The chromosome‐scale genome assembly for P. recurvata was 216.0 Mbp long (N50 = 12.1 Mbp). Previous observations indicated P. recurvata is 2n = 24. Our assembly included 12 primary contigs (158.3 Mbp) containing 30,655 genes with telomeres at 23 out of 24 ends. Flow cytometry measurements from the same population included two plants with 1C = 196.9 Mbp, the smallest measured for Boraginaceae, and four with 1C = 385.8 Mbp, which is consistent with tetraploidy in this population. Discussion The P. recurvata genome assembly and annotation provide a high‐quality genomic resource in a sparsely represented area of the angiosperm phylogeny. This new reference genome will facilitate answering open questions in ecophysiology, biogeography, and systematics. Resumen Premisa Pectocarya recurvata (Boraginaceae, subfamilia Cynoglossoideae), una especie nativa del desierto de Sonora, ha servido como un sistema modelo para estudios ecológicos y evolutivos. Sin embargo, Cynoglossoideae no cuenta con ningún genoma de referencia. Un genoma de alta calidad para P. recurvata sería valioso para el estudio de este sistema así como estudios a escalas taxonómicas más amplias. Métodos Utilizando secuenciamiento PacBio HiFi, ensamblamos un genoma de referencia para P. recurvata y anotamos las regiones codificantes con transcriptos de tamaño completo empleando una librería de Iso‐Seq. Evaluamos la integridad del genoma usando BUSCO y análisis k‐mer, y también usamos citometría de flujo en seis individuos para estimar el tamaño del genoma. Resultados Nuestro ensemble de referencia para P. recurvata mide a nivel de cromosoma 216.0 Mbp (N50 = 12.1 Mbp). Observaciones previas indican que P. recurvata es 2n = 24. Nuestro ensemble incluye 12 contig primarios (158.3 Mbp) que contiene 30,655 genes con telómeros en 23 de 24 de los extremos. Medidas de citometría de flujo en la misma población incluyeron dos plantas con 1C = 196.9 Mbp, el valor más pequeño medido para Boraginaceae, y cuatro plantas con 1C = 385.8 Mbp, cual es consistente con la tetraploidía de esta población. Discusión El ensemble y la anotación del genoma de P. recurvata provee un recurso genómico de alta calidad en una área escasamente representada de la filogenia de las angiospermas. Esto nuevo genoma de referencia facilitará el estudio de preguntas abiertas en ecofisiología, biogeografía, y sistemática.