近日，中國熱科院椰子研究所作為第一完成單位，聯(lián)合海南大學(xué)、廣西大學(xué)、華北理工大學(xué)科研團(tuán)隊(duì)，在國際學(xué)術(shù)期刊 Genome Biology（影響因子：13.58；中科院一區(qū)）上發(fā)表題為“High-quality reference genome sequences of two coconut cultivars provide insights into evolution of monocot chromosomes and differentiation of fiber content and plant height”的研究論文。該研究繪制了兩個(gè)參考級別椰子基因組，結(jié)合變異組學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)、代謝組學(xué)以及細(xì)胞學(xué)等，揭示了單子葉植物染色體的進(jìn)化過程和椰子染色的形成歷程；分析了高矮兩種椰子耐鹽性、株高、纖維和脂質(zhì)含量等關(guān)鍵性狀差異的遺傳基礎(chǔ)，同時(shí)發(fā)現(xiàn)在椰子進(jìn)化過程中，約在400萬年前自然發(fā)生的“綠色革命”。構(gòu)建了高、矮種椰子基因組精細(xì)圖譜，其中高種椰子基因組大小為2.39 Gb，矮種椰子基因組大小為2.40 Gb。

 

　　該研究基于椰子、紫萍、菠蘿等基因組的共線性關(guān)系，重新構(gòu)建了含有10條染色體的古單子葉植物基因組核型，并對椰子基因組核型的進(jìn)化路線進(jìn)行了推斷。該研究提出的新的模型，不同于先前的研究結(jié)果（5條或7條染色體），對解釋單子葉植物核型變化乃至被子植物的進(jìn)化歷史都提供了新的觀點(diǎn)和研究方向。

 

　　并進(jìn)一步利用葉間距表型進(jìn)行全基因組關(guān)聯(lián)分析，鑒定出了12號染色體上GA20ox基因與椰子株高顯著相關(guān)，并存在拷貝數(shù)變異（CNV）；并整合多種手段驗(yàn)證了GA20ox以及赤霉素代謝途徑在高矮種的差異導(dǎo)致了高矮種椰子的株高差異。該結(jié)果表明在椰子的進(jìn)化過程中，大約在400百萬年前自然發(fā)生了“綠色革命”。

 

　　中國熱科院椰子研究所特聘研究員、海南大學(xué)王守創(chuàng)教授，中國熱科院椰子研究所肖勇研究員，華中農(nóng)業(yè)大學(xué)周智偉博士、華北理工大學(xué)研究生袁嘉慶和海南大學(xué)博士研究生郭昊為該論文的共同第一作者。中國熱科院椰子研究所特聘研究員、海南大學(xué)羅杰教授，廣西大學(xué)陳玲玲教授和華北理工大學(xué)王希胤教授為該論文的共同通訊作者。本研究得到了海南省重大科技計(jì)劃項(xiàng)目、國家自然科學(xué)基金等項(xiàng)目的資助。

 

　　文章鏈接：https://doi.org/10.1186/s13059-021-02522-9