揭开芭蕉和绒毛芭蕉的遗传秘密深入了解果皮开裂和花青素的生物合成
在一项开创性研究中,研究人员完成了香蕉和绒毛香蕉染色体水平的基因组组装,揭示了香蕉果皮开裂和花青素生物合成的遗传基础。这一基因蓝图有望彻底改变香蕉观赏性和营养品质的提升方式,揭开之前因基因组数据有限而无法揭开的谜团。
以观赏性而闻名的芭蕉和绒毛芭蕉因缺乏详细的基因组数据而面临栽培挑战。这些物种因其鲜艳的花朵和独特的果实特性而在园艺中很受欢迎,但遗传学研究有限。基因组测序技术的最新进展使得获得高质量的基因组组装成为可能,这对于增强其观赏性状至关重要。由于这些挑战,开展全面的研究以增进我们对这些观赏香蕉的了解和栽培至关重要。
中国科学院华南植物园的一个团队于 2024 年3 月 14 日在《园艺研究》上发表了他们的研究成果 (DOI: 10.1093/hr/uhae079) 。他们利用牛津纳米孔长读段和 Hi-C 读段,将芭蕉和绒毛芭蕉的基因组组装成 11 条假染色体。这项研究是观赏香蕉基因组学的一个重要里程碑,为未来的育种计划提供了宝贵的数据。研究人员对香蕉和绒毛蕉 的基因组进行了测序,将其组装成染色体水平的组装体,大小分别为 427.85 Mb 和 478.10 Mb。分析显示,重复序列构成了基因组的很大一部分。差异表达基因分析确定了参与糖代谢过程和花青素生物合成的基因,为了解果实剥皮和着色机制提供了依据。值得注意的是,多聚半乳糖醛酸酶基因在成熟果皮中表现出更高的表达,表明其在果皮开裂中发挥作用。此外,还确定了花青素生物合成途径中的关键基因,这解释了这些香蕉的鲜艳色彩。这些发现使人们全面了解了这些性状的遗传基础,为旨在提高香蕉和绒毛蕉的观赏和园艺品质的育种计划提供了宝贵的数据。 通讯作者黄惠润博士表示:“芭蕉和芭蕉的染色体水平基因组组装对于了解主要观赏性状的遗传基础至关重要。这项研究不仅增进了我们对这些物种的了解,而且为未来旨在提高其美学和园艺价值的育种工作奠定了基础。”
这些发现对观赏植物行业具有重要意义。通过了解果皮开裂和花青素生物合成背后的遗传机制,育种者可以培育出具有改良特性的新型观赏香蕉品种。这项研究还为进一步研究相关物种开辟了道路,为更广泛的植物基因组学和园艺领域做出了贡献。