近日，北京市農(nóng)林科學院蔬菜中心（國家蔬菜工程技術(shù)研究中心）左進華副研究員團隊與英國諾丁漢大學Donald Grierson教授 （英國皇家科學院院士、中國工程院外籍院士） 團隊聯(lián)合在農(nóng)林科學Q1區(qū)Top期刊Horticulture research（IF：5.404）在線發(fā)表了題為Combined genomic, tranomic, and metabolomics analyses provide insights into chayote （Sechium edule） evolution and fruit development的研究論文，該研究揭示了佛手瓜基因組組成和進化關(guān)系以及果實生長發(fā)育的分子調(diào)控機理，填補了佛手瓜在基因組、轉(zhuǎn)錄組和代謝組研究領域的空白。國際知名園藝作物基因組學研究知名科學家、美國康奈爾大學Boyce Thompson研究所費章君教授對此項研究成果進行了點評，認為此項研究是葫蘆科植物基因組學研究領域極為重要的突破，相關(guān)點評在“nature自然科研”公眾號發(fā)布。
佛手瓜因瓜型似“佛手”而得名，有綠色無刺、綠皮有刺、白皮無刺和白色有刺四個品種，果實富含多種生物活性物質(zhì)，且具有降血壓、降血糖、保肝、防止動脈粥樣硬化和脂肪肝、延緩多種慢性疾病的功效，極具食用和藥用價值。本研究首次發(fā)布了高質(zhì)量的佛手瓜基因組，其基因組組裝大小為606.42Mb，包含473個contigs和103個scaffolds，N50長度分別為8.40Mb和46.56MB，基因組中65.94%為重復序列，含有28237個蛋白質(zhì)編碼基因。通過基因組比較分析和系統(tǒng)發(fā)育分析，發(fā)現(xiàn)佛手瓜與蛇瓜的親緣關(guān)系最為密切，并在27-45百萬年前由它們的共同祖先分化而來，研究還發(fā)現(xiàn)佛手瓜在25±4百萬年間發(fā)生了一次全基因組復制事件。
此外，通過對佛手瓜果實發(fā)育的3個不同生長期轉(zhuǎn)錄組和代謝組學研究，鑒定出了在佛手瓜生長發(fā)育過程中與果實植物激素、質(zhì)地、風味、類黃酮生物合成和抗氧化性相關(guān)的差異表達基因和差異代謝物；進一步對植物激素信號轉(zhuǎn)導途徑和苯丙烷生物合成途徑進行分析，闡明了佛手瓜生長和類黃酮合成的調(diào)控機制，并構(gòu)建了佛手瓜果實生長發(fā)育的調(diào)控模型。本研究為葫蘆科植物的基因組進化和果實生長發(fā)育調(diào)控機理研究提供了理論依據(jù)。
碩士生付安珍、王清研究員和牟建樓副教授（河北農(nóng)業(yè)大學）為該論文并列第一作者，英國Donald Grierson院士和左進華副研究員為共同通訊作者，蔬菜中心溫常龍研究員、趙曉燕研究員、高麗樸研究員、碩士生馬麗麗和林果院王云香博士參與了部分工作。該研究得到了院“海培計劃”、蔬菜中心“海融計劃”、院瓜類協(xié)同創(chuàng)新中心、院農(nóng)產(chǎn)品加工與營養(yǎng)健康協(xié)同創(chuàng)新中心、科技部“科技助力經(jīng)濟2020”重點專項、北京市科技計劃、國家大宗蔬菜產(chǎn)業(yè)體系建設等項目的資助。
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