浙江大学农学院张亮生教授课题组解析茉莉花基因组并挖掘花香形成和茉莉酸积累的关键基因
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阅读： 2022/12/13 9:57:26
浙江大学农学院张亮生教授课题组在《Journal of Experimental Botany》期刊上在线发表了题为“The genome sequence of Jasminum sambac reveals the molecular mechanism underlying the accumulation of jasmonates“的茉莉花基因组研究论文。该研究获得了近完全染色体水平（Telomere to Telomere, T2T）的高质量茉莉花参考基因组。结合转录组、代谢组数据以及已发表的数据，通过比较基因组学，系统分析了单瓣茉莉、双瓣茉莉和多瓣茉莉的相似以及不同之处，揭示了静息状态下茉莉花中茉莉酸（JA）含量丰富的机理以及双瓣茉莉花香气浓郁、抗性佳的机制。
茉莉花是中国传统名花，因其迷人的香味，茉莉花常用于熏制茉莉花茶。相比单瓣茉莉和多瓣茉莉，双瓣茉莉因其浓郁的香气、较强的抗性以及较大的产量，在生产中被广泛种植。获得了近完全染色体水平（Telomere to Telomere, T2T）的高质量茉莉花参考基因组。
结合转录组、代谢组数据以及已发表的数据，通过比较基因组学，系统分析了单瓣茉莉、双瓣茉莉和多瓣茉莉的相似以及不同之处，揭示了静息状态下茉莉花中茉莉酸（JA）含量丰富的机理以及双瓣茉莉花香气浓郁、抗性佳的机制。GC-MS分析结果显示茉莉花香气主要成分是乙酸叶醇酯[(E)-3-hexen-1-ol acetate]，乙酸苄酯（benzyl acetate），芳樟醇（linalool）和α-法呢烯（α-farnesene）等。通过与单瓣茉莉、多瓣茉莉比较基因组学分析，发现花香相关基因的获得与丢失、正向选择以及等位基因的偏向性表达均对茉莉花香气成分的形成起到了重要作用。
除了具有浓郁的香味，茉莉花中也含有丰富的茉莉酸。茉莉酸是一类重要的植物激素，首次是从素馨属素馨花中鉴定提取出来的。茉莉酸合成相关基因一般在植物受到昆虫啃食以及逆境胁迫时高表达而使植物的茉莉酸含量高。但是在茉莉花中，盛开时茉莉花中茉莉酸的含量可达4186.85 ng/g。通过对茉莉酸合成和利用相关候选基因的鉴定、表达分析，发现在自然状态下茉莉花中茉莉酸的积累多是合成多、利用少所导致。高质量双瓣茉莉花基因组的解析为茉莉花香和茉莉酸的利用提供了基因资源。
农学院徐敏博士后是茉莉花基因组论文的第一作者，浙江大学张亮生教授、华南农业大学周筱帆教授、浙江大学焦晨研究员、云南省农业科学院王继华院长是共同通讯作者，浙江大学为第一单位。
2022年以来，除了茉莉花基因组，张亮生教授课题组还主持解析了洋桔梗基因组（Liang et al., Plant Biotechnology Journal, 2022）；以及以共同通讯作者身份参与解析了满天星基因组（Li et al., Horticulture Research, 2022），甘菊基因组(Wen et al., Horticulture Research, 2022)，菊苣基因组（Zhang et al., Genomics, 2022），槟榔基因组(Zhou et al., New Phytologist, 2022)等，以及参与撰写R2R3转录因子综述论文（Wu et al., Horticulture Research, 2022）。
张亮生教授课题组主要从事园艺作物（花卉）基因组学及优异基因资源挖掘，聚焦花卉重要性状形成的关键基因挖掘。已解析睡莲、杜鹃、洋桔梗、茉莉花等基因组，挖掘了花器官发育和花色花香形成的关键基因，如挥发性脂肪酸合成的关键基因和洋桔梗不同色系形成的关键候选基因。近五年来在Nature、Plant Biotechnology Journal、New Phytologist、Horticulture Research等高水平期刊上以通讯作者发表研究和综述论文20余篇。
原文链接：
https://doi.org/10.1093/jxb/erac464
转自：“植物生物技术Pbj”微信公众号
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