我所與中國農科院深圳基因組所合作解析薑荷花重要性狀遺傳機製
近日,環藝所特色花卉研究室與中國農科院深圳基因組所(簡稱基因組所)合作完成的研究論文“The genomic and bulked segregant analysis ofCurcuma alismatifoliarevealed its diverse bract pigmentation”發表在aBIOTECH期刊。基因組所廖雪竹博士、環藝所葉遠俊博士和基因組所張曉妮博士為論文的共同第一作者,環藝所朱根發研究員和基因組所武誌強研究員為論文的通訊作者。
薑荷花(Curcuma alismatifoliaGagnep.)又稱“熱帶鬱金香”(Summer tulip)、“暹羅鬱金香”(Siam tulip),是薑科薑黃屬的新興熱門切花,具有重要的藥用、觀賞價值和市場應用潛力。作為薑荷花最重要的觀賞性狀,苞片顏色受到育種家和研究者越來越多的關注,解析薑荷花苞片顏色形成的機製,將為這種新的觀賞花卉的開發提供理論參考,同時為薑荷花精準高效的分子設計育種奠定基礎。
研究團隊利用三代HiFi、二代MGI和Hi-C數據,對薑荷花栽培品種“清邁粉”進行了全基因組測序和組裝。研究發現薑荷花與薑科植物薑大約在1,190萬年前發生了分化,並經曆了一次薑科共有的全基因組加倍事件。利用清邁粉和具有純白不育苞片的品種“鄉村雪”的不同組織部位和發育時期進行轉錄組測序,確定了薑荷花產生不同顏色苞片的關鍵基因。同時通過集團分離分析法(BSA)定位到同樣的F3'5'H基因,發現薑荷花苞片顏色性狀在群體水平發生分化,其可育苞片和不育苞片的形態和顏色在不同品種間差異巨大。這項工作為了解薑荷花苞片顏色形成的機製打下了基礎,並對培育具有豐富苞片顏色的薑荷花新品種起到重要的促進作用。