青藏高原独有的黑果枸杞,因其果实富含抗氧化活性极强的花青素,成为高原特点药用植物中的“明星”。然而,野生群体中存于的黑果、白果、紫果等果色类型的遗传瓜葛和分解机制,持久困扰着学界。
近日,中国科学院西北高原生物研究所团队发表了主要结果,组装了黑果枸杞高质量基因组,展现了果实颜色分解的份子机制,为枸杞新品种培育提供了要害理论支撑。相干论文发表在《园艺植物杂志》。
研究团队基在PacBio HiFi测序与Hi-C技能,乐成组装出2.37 Gb的黑果枸杞染色体级参考基因组,此中两条染色体到达端粒到端粒(T2T)程度,基因组持续性及功效解释显著优在已经发表的同属物种。这一“基因组舆图”为后续变异挖掘提供了精准的参考框架。
“高质量基因组是解析繁杂性状的基础。”论文通信作者刘宝龙研究员指出,“咱们的组装富厚了枸杞属植物基因组的研究,也为研究青藏高原特有植物的顺应性进化提供了新范式。”
经由过程全基因组重测序与体系发育阐发,研究证明白果枸杞及紫果枸杞与黑果枸杞聚为一支,撑持其亚种分类职位地方。进一步比力基因组学发明,花青素合成通路的要害调控因子——bHLH转录因子AN1启动子区存于229-bp的缺掉突变:白果为纯合缺掉,紫果为杂合缺掉,而黑果枸杞则保留完备序列。
功效验证展现,AN1虽没法零丁引诱花青素合成,但能显著加强另外一转录因子AN2的调控效果。转录组数据显示,AN1于黑果枸杞发育后期(S5阶段)表达量激增约99倍,而白果中险些不表达;AN2虽于白果中强烈上调,但因AN1缺掉致使花青素合成通路总体受阻。
“这一突变移除了了AN1启动子区的3个守旧MYB联合位点,使AN2没法联合启动子,终极致使白果没法堆集花青素。”第一作者梁云龙博士注释道。杂交群体分散比(黑:紫:白=1:2:1)切合单基因孟德尔遗传模式,进一步证明该缺掉是果实颜色分解的焦点变异。
我国枸杞年产值超百亿元,但品种单1、同质化严峻。本研究不仅富厚了植物花青三木SEO-素合成代谢的调控理论,更为培育高花青素含量、多果色类型的枸杞新品种提供理论支撑。
“将来可经由过程基因编纂技能精准调控AN1基因,开发出兼具药用价值及不雅赏性的枸杞新品。”配合通信作者樊辉煌传授暗示。
论文链接:https://doi.org/10.1016/j.hpj.2025.06.003
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