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华中农业大学研究团队在莴苣进化和代谢生物学研究中取得新进展

发布时间:Mar 14, 2020         已有 人浏览
  华中农业大学园艺植物生物学教育部要点实验室闻玮玮和匡汉晖教授课题组在莴苣进化和代谢生物学研讨范畴获得新进展。研讨团队使用189份包括野生和培养莴苣资料的转录组和代谢组数据,体系地研讨了初生代谢网络及其在不同莴苣类型间的变异,并发掘到与莴苣初生代谢通路驯化及类型分解相关的多个要害基因。相关研讨成果于以“Dissection of the domestication-shaped genetic architecture of lettuce primary metabolism”为题宣布在The Plant Journal上。
  现代培养莴苣(Lactuca sativa)包括多种培养类型,如结球型(crisprhead)、奶油型(butterhead)、散叶型(looseleaf)、罗马型(romaine)和莴笋型(stem)。现代培养莴苣是由Lactuca serriola驯化而来(deVries, 1997)。匡汉晖教授团队前期研讨发现现代培养莴苣是由一次单一的驯化事情来源,阅历上千年的时刻在不同国家及区域渐渐演化成了现代的各种培养类型(Zhang et al., 2017)。跟着莴苣驯化进程的提醒,新的问题也应运而生:除了那些易于调查的形态学改动,那些肉眼不行见的且与莴苣养分质量密切相关的代谢产品在莴苣驯化及类型分解中发生了哪些改动?

  该研讨中,研讨人员测定了189份莴苣资料的77种初生代谢产品,根据代谢数据的PCA、PLS-DA、Qst-Fst等多种办法发现野生莴苣与培养莴苣存在显着的差异,契合莴苣单一驯化来源的假说。但是相较于基因组水平,五大培养类型的莴苣间,在代谢水平并未构成显着分解(图一)。研讨人员进一步发现代谢物肌醇半乳糖苷(galactinol)、苹果酸(malate)、奎宁酸(quinate)和苏糖酸(threonate)或许在莴苣的驯化或许类型分解的过程中有着重要的含义。全基因组相关剖析判定了154个mQTL位点,而且发掘出与绿原酸(Chlorogenic acid)、奎宁酸和肌醇半乳糖苷等含量变异相关的功用基因和等位变异,并发现多个位点坐落挑选性铲除区域(selective sweep)。研讨中,使用另一莴苣集体对坐落挑选铲除区域的候选基因进行了验证并估测HQT等基因在启动子区域的变异或许导致其启动子活性发生改动,从而影响了其表达水平以及奎宁酸和绿原酸在野生及培养莴苣中的含量改动。
  研讨人员还对莴苣驯化和类型分解中初生代谢物的变异进行了体系的研讨,并解析了其遗传根底。研讨发现,培养莴苣中奎宁酸与绿原酸的含量均显着低于野生莴苣。鉴于绿原酸在食物和保健方面的重要的效果,该研讨对莴苣的养分成分改进和质量提高供给了信息和头绪。
  华中农业大学园艺林学学院博士研讨生张维奕和德国马克斯普朗克研讨所Saleh Alseekh博士为论文并列第一作者,闻玮玮、匡汉晖和马克斯普朗克研讨所Alisdair R. Fernie教授为论文一起通讯作者。该项目得到国家要点研制项目以及华中农业大学自主立异方案的支撑。
  论文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/tpj.14950 日期:2020-10-13  

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