资讯 | 南农创新团队率先破译栽培菊花基因组

2023-04-19 09:04:07 12

4月11日,由陈发棣教授领衔的南京农业大学菊花创新团队在《自然—通讯》科学杂志上发表了题为《基因组组装解密栽培菊花起源于进化》的研究成果。该研究在全世界率先破译了六倍体栽培菊花基因组,由此发现菊科与伞形科同源,约在9240万年前分化。同时也证实菊花起源于中国,后传入日本及欧洲的文献记载。

菊花原产中国,已有3000多年栽培历史,是我国十大传统名花和世界四大切花之一。菊花品种丰富,可作为观赏、茶用、药用等栽培,在花卉产业中占据重要地位,但其起源尚无定论。

相比植物研究的模式材料——拟南芥,菊花的基因组构成是拟南芥的几十倍,具有基因组巨大且高重复、高杂合的特点,因此其基因组一直未被解析。2009年,在团队成员、该文共同第一作者王海滨副教授等人努力下,团队首次获得栽培菊花“钟山紫桂”的单倍体植株,为解析菊花基因组提供宝贵材料,也为最终获得菊花染色体级别的高质量参考基因组打下基础。据介绍,单倍体可极大提高菊花基因组的拼接难度,降低测序成本。

通过比较基因组学分析,团队发现菊科与伞形科在约9240万年前分化,菊科中菊属与蒿属在约650万年前分化。

基于基因组序列,团队研究发现,中国传统菊和园林小菊、日本传统菊及欧美切花菊具有独立的花色育种历史,这也与菊花起源于中国,最初为黄色,至唐代开始出现少量白色、紫色新品种并传入日本,至明清传入欧洲的历史文献相符。

团队相关负责人表示,本次学术突破,既探明了菊科的起源和分化过程,也为菊花花型、花色、株型、抗逆等关键性状解析和育种奠定坚实基础。破译了栽培菊花基因组,团队就可能通过基因编辑等手段加快菊花新品种培育进程,科研意义重大。

南京农业大学的菊花研发工作可追溯到二十世纪40年代。多年来,该团队围绕菊花及近缘种属资源的收集与评价、菊花重要性状遗传与分子调控机制等展开深入研究,在南京湖熟建有“中国菊花种质资源中心”,这是目前世界最大的菊花基因库,共收集保存菊花资源约5000份,选育新品种400余个。(来源:南京日报)