本網(wǎng)訊 記者柏斌 黎蕓熙報(bào)道 近日，華中農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝林學(xué)學(xué)院教授傅小鵬研究團(tuán)隊(duì)，聯(lián)合中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)基因組研究所武志強(qiáng)研究團(tuán)隊(duì)，在國(guó)際期刊發(fā)表論文。該論文公開(kāi)了首次組裝了康乃馨染色體級(jí)別的基因組，并解析康乃馨花色、花型和花香等重要性狀調(diào)控密碼。
康乃馨是石竹科石竹屬多年生植物。因其花色絢麗，花型獨(dú)特，香氣馥郁，具有極高的觀賞價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值，被稱(chēng)作世界‘四大切花’之一。
據(jù)傅小鵬教授介紹，在華中農(nóng)業(yè)大學(xué)包滿珠教授和bendahmane教授全程指導(dǎo)和幫助下完成的該研究，利用最新的測(cè)序技術(shù)（第三代ont、二代illumina和hic技術(shù)），對(duì)康乃馨栽培品種‘斯嘉麗’進(jìn)行了全基因組測(cè)序，并首次組裝了康乃馨染色體級(jí)別的基因組，同時(shí)結(jié)合比較基因組，轉(zhuǎn)錄組，代謝組等方法，對(duì)康乃馨基因組的進(jìn)化進(jìn)行了系統(tǒng)研究，解析康乃馨的花色、花型和花香等重要觀賞性狀的調(diào)控密碼，鑒定了參與這些性狀形成的關(guān)鍵基因。此外，研究還發(fā)現(xiàn)康乃馨與藜科在64.07 mya發(fā)生了分化，并經(jīng)歷了一次近期的wgt事件，這次加倍事件促進(jìn)了康乃馨特殊香氣丁香酚合成相關(guān)的基因的擴(kuò)張?！霸撗芯砍晒瑸槎ㄏ蚋牧伎的塑暗挠^賞性狀，培育康乃馨新品種奠定了基礎(chǔ)。”傅小鵬教授說(shuō)。
據(jù)介紹，研究團(tuán)隊(duì)基于本基因組，對(duì)康乃馨紅邊花瓣進(jìn)行代謝組分析，發(fā)現(xiàn)天竺葵素的積累促使花瓣紅邊的成色，葉黃素和多個(gè)類(lèi)黃酮物質(zhì)的共同積累，促使花瓣基部成黃色；結(jié)合轉(zhuǎn)錄組分析，篩選到幾個(gè)mybs, bhlhs和wrky44等基因共同作用于ans調(diào)控康乃馨復(fù)色的形成。同時(shí)，利用gc—ms以及轉(zhuǎn)錄組，對(duì)香石竹丁香酚在不同時(shí)期花瓣的積累過(guò)程進(jìn)行解析，發(fā)現(xiàn)egs基因存在外顯子上的結(jié)構(gòu)變異，其提前終止可能是康乃馨丁香酚丟失的原因。另外，研究發(fā)現(xiàn)康乃馨匯總a、c類(lèi)基因的異位表達(dá)可能是影響重瓣型康乃馨形成的重要因素。
據(jù)悉，該研究為開(kāi)展康乃馨重要觀賞性狀的調(diào)控和遺傳改良提供了寶貴的數(shù)據(jù)信息和堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)，對(duì)推動(dòng)康乃馨分子育種育種具有里程碑式的意義?！把芯繄F(tuán)隊(duì)下一步將會(huì)加快分子標(biāo)記開(kāi)發(fā)、加快康乃馨分子育種步伐；為康乃馨定向育種奠定了基礎(chǔ)。”傅小鵬教授表示：
圖為：康乃馨栽培品種‘斯嘉麗’
圖為：康乃馨基因組的組裝與進(jìn)化
圖為：康乃馨重瓣花形成的遺傳機(jī)制