法國(guó)莫奈筆下的《睡蓮》，人們印象深刻、已是世界名畫(huà)。然而，睡蓮為什么會(huì)散發(fā)出迷人的香味? 其賞心悅目的花色類(lèi)型又是如何形成的?
19日，福建農(nóng)林大學(xué)此間宣布，國(guó)際頂級(jí)學(xué)術(shù)刊物《自然》在線發(fā)表該校張亮生教授團(tuán)隊(duì)的研究成果“睡蓮基因組和早期開(kāi)花植物進(jìn)化”。該研究在世界上首次解析了睡蓮基因組，并發(fā)現(xiàn)了調(diào)控睡蓮花色花香合成的關(guān)鍵基因，標(biāo)志著我國(guó)在這一研究領(lǐng)域處于國(guó)際領(lǐng)先水平。
開(kāi)花植物又叫被子植物，其中睡蓮是被子植物起源和進(jìn)化過(guò)程中重要節(jié)點(diǎn);花色花香是園藝植物非常重要的性狀，了解背后的分子機(jī)制是分子遺傳育種的第一步。人稱“植物小白鼠”的擬南芥和水稻幾乎沒(méi)有花色花香，故無(wú)法展開(kāi)相關(guān)研究，而睡蓮因花色繁多、花香濃烈，已被開(kāi)發(fā)成為睡蓮茶和香水等產(chǎn)品，具有重要的經(jīng)濟(jì)和文化價(jià)值，是理想的花色花香研究材料。
通過(guò)比較自然變異的白色花瓣藍(lán)星睡蓮與藍(lán)色花瓣的轉(zhuǎn)錄組，張亮生團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)藍(lán)色花瓣合成途徑中的兩個(gè)重要基因。“有了基因組，就能根據(jù)同源物種比較分析，根據(jù)模式植物中已經(jīng)知道的花色花香合成途徑基因，來(lái)預(yù)測(cè)睡蓮的花色花香合成基因。由于睡蓮與模式物種中的花色花香成分有異同，這種異同需要用不同手段進(jìn)行分析獲得是哪些基因差異導(dǎo)致的，也就是‘調(diào)控開(kāi)關(guān)’。” 張亮生說(shuō)。
論文截圖
張亮生舉例說(shuō)，如藍(lán)星睡蓮藍(lán)色花瓣是很多物種沒(méi)有的，一旦知道藍(lán)色與白色花瓣的“調(diào)控開(kāi)關(guān)”，就可以為以后用分子遺傳育種培育藍(lán)色花瓣提供目標(biāo)基因。該研究在睡蓮基因組及花色、花香等重要觀賞性狀分子機(jī)制方面取得的新突破，對(duì)我國(guó)觀賞園藝領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究具有重要的推動(dòng)作用，為其他園藝作物復(fù)雜基因組解析提供了借鑒。
據(jù)了解，該研究由福建農(nóng)林大學(xué)張亮生教授主持，南京農(nóng)業(yè)大學(xué)、比利時(shí)根特大學(xué)和美國(guó)賓州州立大學(xué)等多家單位參與。近五年來(lái)，該校先后破譯小菜蛾、菠蘿、甘蔗、龍眼、花生等基因組，首次解析植物光受體蛋白作用機(jī)制，取得了系列重大科學(xué)發(fā)現(xiàn)，研究成果相繼在《科學(xué)》《細(xì)胞》和《自然遺傳學(xué)》等發(fā)表。(記者 謝開(kāi)飛 通訊員 曹佳奕 陳旻)
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