我国科学家破译红花蜡梅基因组并揭示花色形成机制

本网讯  记者柏斌报道 记者从河南省林科院获悉，该院花卉中心主任、蜡梅国家创新联盟副理事长兼秘书长沈植国高级工程师领衔的蜡梅研究团队，与中南林业科技大学等单位合作，联合破译了红花蜡梅基因组，不仅为木兰类植物进化和蜡梅花色形成分子机制提供了新见解，而且为蜡梅功能基因组学研究和分子育种奠定了坚实的理论基础。

蜡梅是我国特有的传统名花和特用经济树种，具有重要的观赏价值、经济价值和深厚的文化内涵。蜡梅因其花颜色酷似蜂蜡，香味似梅花而得名。又因其花期正值数九寒天，因此又名腊梅。蜡梅整体花色主要由中花被片（花冠外围的一轮或两轮花被片，外花被片退化为鳞片）决定，包括黄色，浅黄色、黄绿色或黄白色等，俗称黄梅。

沈植国领衔的蜡梅研究团队历经多年，成功育成并于今年（2021年）获国家林业和草原局植物新品种权证书的红花蜡梅新品种‘鸿运’，是我国首个红花蜡梅新品种。“该品种丰富了蜡梅花色品种结构，填补了我国蜡梅品种类型中无红花蜡梅的空白，突破了严重制约我国蜡梅种业高质量发展的瓶颈。”沈植国说。

但沈植国表示，红花蜡梅的分子遗传信息及不同蜡梅品种类型花色形成机制尚不清楚。另外，传统植物分类系统将被子植物分为单子叶植物和双子叶植物2大类群，随着分子生物学兴起，被子植物系统发育研究取得了举世瞩目的进展，被子植物分类学的观点发生了革命性的变化。依据APG IV系统（APG 系统是一个基本建立在分子系统发育研究之上的现代被子植物分类系统），将核心被子植物分为双子叶植物、单子叶植物、木兰类植物、金粟兰目、金鱼藻目5个分支。蜡梅属木兰类植物，而长期以来关于单子叶、双子叶和木兰类植物3个最大分支之间进化关系也一直存在争议。

为此，该研究团队与中南林业科技大学等多单位联合破译了红花蜡梅基因组，基于多策略构建的系统发育树显示，一个二叉树或不能完全代表被子植物复杂的早期分化，木兰类更可能是双子叶的姐妹。通过多组学研究，揭示了蜡梅花色形成分子机制。项目成果为木兰类植物进化和蜡梅花色形成分子机制提供了新见解，为蜡梅功能基因组学研究和分子育种奠定了坚实的理论基础，同时作为封面论文，发表于国际著名植物学TOP期刊《The Plant Journal》（2021, 18(6): 1662-1678）。

图为：沈植国研究团队培育的红花蜡梅新品种‘鸿运’

图为：红花蜡梅‘鸿运’基因组组装与注释全景图

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