中国科技网(2019-12-20):我国科学家发现睡莲花香花色“调控开关”

来源:中国科技网发布时间:2019-12-20作者:谢开飞 通讯员 曹佳奕 陈旻创建部门:福建农林大学(新版)

法国莫奈笔下的《睡莲》,人们印象深刻、已是世界名画。然而,睡莲为什么会散发出迷人的香味? 其赏心悦目的花色类型又是如何形成的?

19日,福建农林大学此间宣布,国际顶级学术刊物《自然》在线发表该校张亮生教授团队的研究成果“睡莲基因组和早期开花植物进化”。该研究在世界上首次解析了睡莲基因组,并发现了调控睡莲花色花香合成的关键基因,标志着我国在这一研究领域处于国际领先水平。

张亮生教授在发布会上介绍相关成果进展

开花植物又叫被子植物,其中睡莲是被子植物起源和进化过程中重要节点;花色花香是园艺植物非常重要的性状,了解背后的分子机制是分子遗传育种的第一步。人称“植物小白鼠”的拟南芥和水稻几乎没有花色花香,故无法展开相关研究,而睡莲因花色繁多、花香浓烈,已被开发成为睡莲茶和香水等产品,具有重要的经济和文化价值,是理想的花色花香研究材料。

通过比较自然变异的白色花瓣蓝星睡莲与蓝色花瓣的转录组,张亮生团队发现蓝色花瓣合成途径中的两个重要基因。“有了基因组,就能根据同源物种比较分析,根据模式植物中已经知道的花色花香合成途径基因,来预测睡莲的花色花香合成基因。由于睡莲与模式物种中的花色花香成分有异同,这种异同需要用不同手段进行分析获得是哪些基因差异导致的,也就是‘调控开关’。” 张亮生说。

论文截图

张亮生举例说,如蓝星睡莲蓝色花瓣是很多物种没有的,一旦知道蓝色与白色花瓣的“调控开关”,就可以为以后用分子遗传育种培育蓝色花瓣提供目标基因。该研究在睡莲基因组及花色、花香等重要观赏性状分子机制方面取得的新突破,对我国观赏园艺领域的基础研究具有重要的推动作用,为其他园艺作物复杂基因组解析提供了借鉴。

据了解,该研究由福建农林大学张亮生教授主持,南京农业大学、比利时根特大学和美国宾州州立大学等多家单位参与。近五年来,该校先后破译小菜蛾、菠萝、甘蔗、龙眼、花生等基因组,首次解析植物光受体蛋白作用机制,取得了系列重大科学发现,研究成果相继在《科学》《细胞》和《自然遗传学》等发表。

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