洋桔梗基因组取得解决种子“卡脖子”问题重要成果

来源: 园林网  作者: 柏斌 黎芸熙  日期: 2022-8-19 9:36:15
浙江大学张亮生教授课题组与云南省农业科学院王继华院长团队,在洋桔梗基因组研究方面取得重要成果,解析了紫色的栽培洋桔梗基因组,为未来洋桔梗分子设计育种奠定了坚实基础。

浙江大学张亮生教授课题组与云南省农业科学院王继华院长团队,在洋桔梗基因组研究方面取得重要成果,解析了紫色的栽培洋桔梗基因组,为未来洋桔梗分子设计育种奠定了坚实基础。

五彩缤纷的洋桔梗切花吸人眼球.jpg

五彩缤纷的洋桔梗切花吸人眼球

洋桔梗切花以其花型、花色、品种丰富和瓶插期长、耐贮藏、耐长途运输等优点,而成为云南最具活力、发展潜力最大的切花品种之一。目前,全省洋桔梗切花年产值超过20亿元,其种子依赖进口成为“卡脖子”的关键问题。

张亮生教授领衔的课题组主要从事园艺作物(花卉)基因组学及优异基因资源挖掘和利用研究。目前已解析睡莲、油菜、杜鹃、洋桔梗基因组,挖掘了花色花香形成的关键基因。

张亮生教授认为,洋桔梗栽培品种多达500个以上,丰富的花色与花型,使其成为研究花色合成和花形态发育遗传机制的良好模型,是很有潜力的模式花卉植物,然而基因组数据的缺乏限制了洋桔梗分子遗传研究和育种的发展。

花型、花色丰富的洋桔梗图谱.jpg

花型、花色丰富的洋桔梗图谱

据张亮生教授介绍,多倍体对于高质量性状的发育至关重要,但多倍体驯化在观赏植物中的作用还不明确。基于洋桔梗高质量基因组研究表明,洋桔梗在进化过程中发生的全基因组三倍化事件,导致黄酮/花青素合成、器官/花发育相关转录因子以及结构基因的大量扩张,这可能促进了洋桔梗在进化过程中花色和花型的形成,是栽培洋桔梗相对野生洋桔梗具有更加丰富花色和花型因素之一。

同时,利用多种色系洋桔梗的转录组数据,系统研究了洋桔梗花色多样化的分子机制,构建了洋桔梗花色调控模型,鉴定了香槟色系、粉红色系、蓝紫色系、茶色系和绿色系调控的关键候选基因,发现花青素和叶绿素合成基因是不同色系形成的关键基因。

洋桔梗新品种‘美人醉3红色’.jpg

洋桔梗新品种‘美人醉3红色’

洋桔梗新品种‘白变粉香槟’.jpg

洋桔梗新品种‘白变粉香槟’

此外,研究构建了洋桔梗的花发育模型,并鉴定AGL1a是调控洋桔梗重瓣性状形成的关键候选基因。花型和花色形成的关键基因是将来不只是洋桔梗育种的目标基因,同时也为其它花卉的花色调控育种提供参考。

张亮生教授表示,有了基因组数据,加上高效的遗传转化体系,洋桔梗可能成为模式花卉植物,其不仅仅将加速洋桔梗分子设计育种,也将促进花卉基础和应用研究发展,最终解决种业卡脖子问题。

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关键词: 洋桔梗 基因 遗传

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