Cantaloupe melon genome reveals 3D chromatin features and structural relationship with the ancestral cucurbitaceae karyotype
Clement Pichot,
Anis Djari,
Joseph Tran,
Marion Verdenaud,
William Marande,
Cecile Huneau,
Veronique Gautier,
David Latrasse,
Sandrine Arribat,
Vivien Sommard,
Christelle Troadec,
Charles Poncet,
Mohammed Bendahmane,
Judit Szecsi,
Catherine Dogimont,
Jerome Salse,
Moussa Benhamed,
Mohamed Zouine,
Adnane Boualem,
Abdelhafid Bendahmane
Affiliations
Clement Pichot
Université Paris-Saclay, CNRS, INRAE, Univ Evry, Institute of Plant Sciences Paris-Saclay (IPS2), 91190 Gif sur Yvette, France; Université de Paris, Institute of Plant Sciences Paris-Saclay (IPS2), 91190 Gif sur Yvette, France
Anis Djari
Laboratoire de Recherche en Sciences Végétales, Université de Toulouse, CNRS, UPS, Toulouse INP, 31320 Auzeville-Tolosane, France
Joseph Tran
Université Paris-Saclay, CNRS, INRAE, Univ Evry, Institute of Plant Sciences Paris-Saclay (IPS2), 91190 Gif sur Yvette, France; Université de Paris, Institute of Plant Sciences Paris-Saclay (IPS2), 91190 Gif sur Yvette, France
Marion Verdenaud
Université Paris-Saclay, CNRS, INRAE, Univ Evry, Institute of Plant Sciences Paris-Saclay (IPS2), 91190 Gif sur Yvette, France; Université de Paris, Institute of Plant Sciences Paris-Saclay (IPS2), 91190 Gif sur Yvette, France
William Marande
INRAE, Centre National de Ressources Génomiques Végétales, 31326 Castanet-Tolosan, France
Cecile Huneau
INRAE-UCA UMR 1095 GDEC, 5 chemin de Beaulieu, 63000 Clermont-Ferrand, France
Veronique Gautier
INRAE-UCA UMR 1095 GDEC, 5 chemin de Beaulieu, 63000 Clermont-Ferrand, France
David Latrasse
Université Paris-Saclay, CNRS, INRAE, Univ Evry, Institute of Plant Sciences Paris-Saclay (IPS2), 91190 Gif sur Yvette, France; Université de Paris, Institute of Plant Sciences Paris-Saclay (IPS2), 91190 Gif sur Yvette, France
Sandrine Arribat
INRAE, Centre National de Ressources Génomiques Végétales, 31326 Castanet-Tolosan, France
Vivien Sommard
Université Paris-Saclay, CNRS, INRAE, Univ Evry, Institute of Plant Sciences Paris-Saclay (IPS2), 91190 Gif sur Yvette, France; Université de Paris, Institute of Plant Sciences Paris-Saclay (IPS2), 91190 Gif sur Yvette, France
Christelle Troadec
Université Paris-Saclay, CNRS, INRAE, Univ Evry, Institute of Plant Sciences Paris-Saclay (IPS2), 91190 Gif sur Yvette, France; Université de Paris, Institute of Plant Sciences Paris-Saclay (IPS2), 91190 Gif sur Yvette, France
Charles Poncet
INRAE-UCA UMR 1095 GDEC, 5 chemin de Beaulieu, 63000 Clermont-Ferrand, France
Mohammed Bendahmane
Laboratoire Reproduction et Développement des Plantes, INRAE, CNRS, Université Lyon 1-ENSL, Ecole Normale Supérieure de Lyon, 69364 Lyon Cedex 07, France
Judit Szecsi
Laboratoire Reproduction et Développement des Plantes, INRAE, CNRS, Université Lyon 1-ENSL, Ecole Normale Supérieure de Lyon, 69364 Lyon Cedex 07, France
Catherine Dogimont
INRAE GAFL, Génétique et Amélioration des Fruits et Légumes, 84143 Montfavet, France
Jerome Salse
INRAE-UCA UMR 1095 GDEC, 5 chemin de Beaulieu, 63000 Clermont-Ferrand, France
Moussa Benhamed
Université Paris-Saclay, CNRS, INRAE, Univ Evry, Institute of Plant Sciences Paris-Saclay (IPS2), 91190 Gif sur Yvette, France; Université de Paris, Institute of Plant Sciences Paris-Saclay (IPS2), 91190 Gif sur Yvette, France
Mohamed Zouine
Laboratoire de Recherche en Sciences Végétales, Université de Toulouse, CNRS, UPS, Toulouse INP, 31320 Auzeville-Tolosane, France
Adnane Boualem
Université Paris-Saclay, CNRS, INRAE, Univ Evry, Institute of Plant Sciences Paris-Saclay (IPS2), 91190 Gif sur Yvette, France; Université de Paris, Institute of Plant Sciences Paris-Saclay (IPS2), 91190 Gif sur Yvette, France
Abdelhafid Bendahmane
Université Paris-Saclay, CNRS, INRAE, Univ Evry, Institute of Plant Sciences Paris-Saclay (IPS2), 91190 Gif sur Yvette, France; Université de Paris, Institute of Plant Sciences Paris-Saclay (IPS2), 91190 Gif sur Yvette, France; Corresponding author
Summary: Cucumis melo displays a large diversity of horticultural groups with cantaloupe melon the most cultivated type. Using a combination of single-molecule sequencing, 10X Genomics link-reads, high-density optical and genetic maps, and chromosome conformation capture (Hi-C), we assembled a chromosome scale C. melo var. cantalupensis Charentais mono genome. Integration of RNA-seq, MeDip-seq, ChIP-seq, and Hi-C data revealed a widespread compartmentalization of the melon genome, segregating constitutive heterochromatin and euchromatin. Genome-wide comparative and evolutionary analysis between melon botanical groups identified Charentais mono genome increasingly more divergent from Harukei-3 (reticulatus), Payzawat (inodorus), and HS (ssp. agrestis) genomes. To assess the paleohistory of the Cucurbitaceae, we reconstructed the ancestral Cucurbitaceae karyotype and compared it to sequenced cucurbit genomes. In contrast to other species that experienced massive chromosome shuffling, melon has retained the ancestral genome structure. We provide comprehensive genomic resources and new insights in the diversity of melon horticultural groups and evolution of cucurbits.