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中华猕猴桃与阔叶猕猴桃无缺口基因组图谱猕猴桃基因组解开多个未解之谜

编辑人:周至猕猴桃基地 编辑时间:2023-01-27 16:30:17

国产猕猴桃有望进入“精准设计育种”时代

中国猕猴桃和阔叶猕猴桃未缺口基因组图谱,受访者提供

在耕地面积有限的情况下,大幅提高农作物产量和品质是确保农业安全的必然途径。 随着我国农业大数据和现代生物技术的应用,越来越多的物种进入育种4.0时代,即精准设计育种。 作为我国重要的果业资源,猕猴桃产业也面临着从高产向优质的转变。 近期,与猕猴桃合作,对猕猴桃的高维C、糖酸和抗性等特性进行了深入研究,为我国猕猴桃进入精准设计育种时代奠定了基础。 相关成果发表在《 Plant》、《New 》等期刊上。

猕猴桃原产国已成为工业大国和科研大国

猕猴桃是一种具有重要营养价值的水果。 新西兰奇异果的种植和种植始于上世纪初,长期以来在奇异果科研和国际贸易方面处于领先地位,因其风味甘甜、富含维生素C而被誉为“维C之王”。 我国在 20 世纪 70 年代后期开始零星种植。 经过40年的发展,我国猕猴桃收获面积和产量分别达到18.26万公顷和219.67万吨,占世界总产量和种植面积的一半以上。

猕猴桃属原产于中国,全属54种,其中52种主要分布于我国。 我国猕猴桃虽然已有一千多年的文字记载历史,但其研究和产业发展却长期落后于新西兰、意大利等猕猴桃科研生产大国。 目前,猕猴桃的基础研究和分子育种主要受限于可用的基因组资源很少——只有猕猴桃和猕猴桃的基因组已发表,制约了我国猕猴桃的基因组学研究和遗传改良。

优质奇异果基因组解开诸多未解之谜

研究团队选择维生素C含量超高的阔叶猕猴桃和我国具有自主知识产权的中华猕猴桃优良品种“东红”作为研究对象,完成了两次端粒到端粒无缺口猕猴桃基因组拼接猕猴桃种植基地 ,获得染色体水平的单倍型基因组。

通过保守的单拷贝同源基因构建该物种的进化树,推测阔叶猕猴桃与中华猕猴桃的分化时间约为839万年前。 在此期间猕猴桃种植基地 ,189 个基因家族经历了显着的基因加倍,而 58 个基因家族经历了基因丢失。 这些基因家族的扩张和收缩可能与猕猴桃科的特定性状有关,例如较高的维生素含量和较大的果实大小。 研究发现,维生素合成途径基因在不同猕猴桃品种中相对保守,但其在维生素C含量高的材料(阔叶)和维生素C含量低的材料(东红)中的表达模式并不完全相同。

为奇异果进入精准设计育种时代奠定基础

研究人员发现中华猕猴桃与阔叶猕猴桃无缺口基因组图谱猕猴桃基因组解开多个未解之谜,与阔叶奇异果相比,东红奇异果的甜度明显更高。 科学家从东红中鉴定出一种蔗糖转运蛋白基因,其表达模式与甜度相关的蔗糖含量显着相关。 科学家通过各种方法验证猕猴桃品种,该基因可能是奇异果甜度增加的重要原因。 此外,科学家系统鉴定了猕猴桃属40余种维生素C含量,发现了猕猴桃维生素C合成的关键基因,揭示了调节猕猴桃维生素C合成的GBF3-MYBS1-GGP3分子模块猕猴桃品种,深化了对奇异果Vc的认识。 了解其合成的生理分子机制,为高维C果蔬种质创新提供了新的科学依据。

李大伟研究员向《中国科学报》记者介绍,这就像盖楼一样。 首先,要打好基础。 因此,我们需要一个高质量的猕猴桃基因组,从中我们可以发现具有重要功能的基因并阐明它们的功能。 设计育种提供依据,奠定基础。 目前,在科学家的共同推动下,国产奇异果有望进入“精准设计育种”时代。 (来源:李思慧,中国科学报)

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