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基因组研究揭示梅花香气的奥秘

2013-01-07 19:56 北京林业大学 自然通讯 阅读 0
核心摘要: 我国科学家通过基因组测序,揭示了梅花花香中重要成分乙酸苯甲酯的BEAT基因家族34个成员,并构建了首张梅花全基因组精细图谱。研究解释了梅花独特花香的遗传基础,以及“踏雪寻梅”现象的分子机制,同时揭示了蔷薇科植物的进化规律,为分子育种和比较基因组学提供了重要基础。

梅花因其独特的花香,在众多诗词中成为人们吟诵的对象。那么,它的香气究竟来自何处?我国科学家从基因组水平揭示了合成梅花花香中重要成分乙酸苯甲酯的BEAT基因家族34个成员,并构建完成了首张梅花全基因组精细图谱。该研究论文于2012年12月27日在《自然通讯》作为亮点论文在线发表。

我国项目首席专家、北京林业大学教授张启翔率领项目组,选取位于梅花起源中心的西藏野生梅花进行基因组测序。从基因组水平,他们揭示了合成梅花花香中重要成分乙酸苯甲酯的BEAT基因家族34个成员在梅花基因组中显著扩增,其中12个成员串联重复分布,从而使梅花具有独特的花香。此外,研究推测梅花基因组中6个串联重复的DAM基因及其上游过多的CBF结合位点是梅花提早解除休眠的关键因子,从而解释了“踏雪寻梅”之说。

张启翔教授表示,梅花全基因组测序的完成以及高密度遗传图谱的构建,有助于揭示梅花花期早、花香独特等重要观赏性状的遗传基础,有助于挖掘与诸多重要性状相关的功能基因,为今后进一步揭示梅花花期、抗病调控机制以及梅花及相关种属的分子育种奠定基础。

研究中,项目组还揭示了蔷薇科植物的进化规律。通过分析梅花的进化发现,梅与苹果发生分化后,并未出现近期的全基因组复制事件。同时,结合已完成的苹果和草莓基因组序列,成功重建了蔷薇科9条原始染色体,揭示了蔷薇科植物的进化规律,为开展蔷薇科物种比较基因组学研究奠定了重要的理论基础。

据介绍,该科研成果由北京林业大学、深圳华大基因研究院及北京林福科源花卉有限公司等多家单位合作完成。目前,转录组数据组装及基因功能注释数据已在相关网站对外公开。

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