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【長江日報客戶端】武漢學者首次公布美洲黃蓮基因組,發(fā)現(xiàn)調(diào)控花色的關鍵“鑰匙”

發(fā)表日期:2022-04-12來源:武漢植物園放大 縮小

  長江日報大武漢客戶端4月10日訊(記者楊曉雨 通訊員江珊)近日,中科院武漢植物園和福建農(nóng)林大學的學者首次聯(lián)合公布了美洲黃蓮的完整基因組,并于1日發(fā)表在《The Plant Journal》雜志上,向全世界學者共享。

  美洲黃蓮和亞洲蓮是目前現(xiàn)存的蓮屬植物里僅有的兩個種。美洲黃蓮與亞洲蓮在形態(tài)和地理分布上存在差異,前者花色為黃色,主要分布在北美洲等地區(qū);后者花色為紅、粉色系,主要分布中國、印度等亞洲國家。

  論文的通訊作者、中科院武漢植物園研究員楊美告訴記者,在此次研究中,他們發(fā)現(xiàn)了一個調(diào)控蓮花色的關鍵基因。類胡蘿卜素和花青素是控制美洲黃蓮和亞洲蓮花瓣顏色的主要色素,他們通過對蓮內(nèi)與類胡蘿卜素和花青素生物合成相關的基因進行分析,發(fā)現(xiàn)基因NnMYB5和花青素的積累相關,且該基因在美洲黃蓮與亞洲蓮中存在結構變異,實驗證明該基因過表達可誘導花青素的積累。

  “心皮發(fā)熱是蓮的一個十分獨特有趣的現(xiàn)象,此次我們也首次解析了這一生物現(xiàn)象的運行機制。”楊美介紹,進入6月后,如果摸摸初開放的蓮花心皮——蓮蓬的表面,可以發(fā)現(xiàn)是有溫度的。這種產(chǎn)熱可以讓蓮花的雌蕊早于雄蕊成熟,避免自交?!拔覀儼l(fā)現(xiàn),蓮葉片中的蔗糖代謝是心皮產(chǎn)熱的主要能量來源,替代氧化酶(AOX)、解偶聯(lián)蛋白(UCPs)也參與了蓮心皮的產(chǎn)熱效應?!?/font>

  此外,他們還根據(jù)物種進化樹分析出美洲黃蓮與亞洲蓮的分化時間大約在1386萬年以前。

  據(jù)介紹,2013年,中科院武漢植物園聯(lián)合美國、澳大利亞科學家完成了亞洲蓮基因組的測序和分析。此次對美洲蓮完整基因組的成功組裝,表明古老水生植物蓮科蓮屬僅存的兩個種的基因組已全部被解析。

  “這次的研究為探究蓮兩個物種間的遺傳分化、變異,和花色研究等,都提供了高質(zhì)量的參考基因組?!睏蠲勒f。

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