近日，《自然—通訊》刊發(fā)浙江農(nóng)林大學(xué)省部共建亞熱帶森林培育國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室吳家勝教授領(lǐng)銜的研究團(tuán)隊(duì)的最新研究成果。該研究以“香榧基因組揭密了裸子植物特有成分金松酸生物合成的起源與進(jìn)化”為題，揭示了我國南方特色經(jīng)濟(jì)干果香榧的遺傳密碼及裸子植物特有功能性多不飽和脂肪酸—金松酸的生物合成的分子和進(jìn)化機(jī)制。
“該成果是對現(xiàn)有針葉植物基因組資源的重要補(bǔ)充，是植物基因組學(xué)和堅(jiān)果研究領(lǐng)域的突破性研究成果之一。”通訊作者之一吳家勝告訴《中國科學(xué)報(bào)》。
香榧是為數(shù)不多的種子可食的裸子植物，歸屬于紅豆杉科榧屬，是現(xiàn)存最古老的樹種之一，也是我國的珍稀特產(chǎn)干果，其經(jīng)濟(jì)壽命可達(dá)千年，營養(yǎng)價(jià)值高，栽培效益好。香榧產(chǎn)業(yè)在助力鄉(xiāng)村振興，促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展，推進(jìn)共同富裕中發(fā)揮著重要作用。然而，由于裸子植物的基因組普遍較大、基因結(jié)構(gòu)復(fù)雜、富含重復(fù)序列與超長內(nèi)含子，導(dǎo)致香榧古樹生命奧秘及香榧產(chǎn)量和品質(zhì)形成的遺傳密碼一直未被破解。
吳家勝課題組瞄準(zhǔn)未來的基因組選擇育種、遺傳改良和基因資源利用，利用先進(jìn)的HiFi全基因組測序技術(shù)開展了香榧全基因組測序，突破了香榧19.2Gb超大基因組染色體級別的組裝與高質(zhì)量基因注釋。
在此基礎(chǔ)上，研究團(tuán)隊(duì)首次解析了香榧金松酸生物合成的分子和進(jìn)化機(jī)制，解密了長期以來關(guān)于金松酸生物合成起源和進(jìn)化的問題。通過整合香榧基因組、轉(zhuǎn)錄組和甲基化組，繪制了香榧種子發(fā)育過程的甲基化調(diào)控圖譜，揭示了表觀遺傳調(diào)控參與裸子植物種子的發(fā)育及次生物質(zhì)代謝的機(jī)理。
“該項(xiàng)研究成果，為加快香榧重要經(jīng)濟(jì)性狀形成與調(diào)控、健康功能成分的挖掘與利用等研究以及香榧新品種培育奠定了基礎(chǔ)。”吳家勝說。
該研究受到國家和浙江省自然科學(xué)基金資助。
相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1038/s41467-023-37038-2
https://news.sciencenet.cn/htmlnews/2023/3/496002.shtm《中國科學(xué)報(bào)》： 2023.3.14
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