近日，由浙江農(nóng)林大學(xué)省部共建亞熱帶森林培育國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室吳家勝教授領(lǐng)銜的團(tuán)隊(duì)在國(guó)際權(quán)威雜志Nature Communications（《自然·通訊》，影響因子為17.693）上發(fā)表了一項(xiàng)最新研究成果。
該研究以《TheTorreya grandisgenome illuminates the origin and evolution of gymnosperm-specific sciadonic acid biosynthesis》（《香榧基因組揭密了裸子植物特有成分金松酸生物合成的起源與進(jìn)化》）為題，揭示了我國(guó)南方特色經(jīng)濟(jì)干果香榧的遺傳密碼及裸子植物特有功能性多不飽和脂肪酸—金松酸的生物合成的分子和進(jìn)化機(jī)制，是對(duì)現(xiàn)有針葉植物基因組資源的重要補(bǔ)充，是植物基因組學(xué)和堅(jiān)果研究領(lǐng)域的突破性研究成果之一。這也是我校首篇以第一作者單位和通訊單位在Nature子刊上發(fā)表的研究論文。
香榧是為數(shù)不多的種子可食的裸子植物，歸屬于紅豆杉科榧屬，是現(xiàn)存最古老的樹(shù)種之一，也是我國(guó)的珍稀特產(chǎn)干果，其經(jīng)濟(jì)壽命可達(dá)千年，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高，栽培效益好，豐產(chǎn)期畝產(chǎn)值超萬(wàn)元,民間有著“養(yǎng)她十年還你千年”的美譽(yù)。香榧產(chǎn)業(yè)在助力鄉(xiāng)村振興，促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展，推進(jìn)共同富裕中發(fā)揮著重要作用。然而，由于裸子植物的基因組普遍較大、基因結(jié)構(gòu)復(fù)雜、富含重復(fù)序列與超長(zhǎng)內(nèi)含子，導(dǎo)致香榧古樹(shù)生命奧秘及香榧產(chǎn)量和品質(zhì)形成的遺傳密碼一直未被破解。
瞄準(zhǔn)未來(lái)的基因組選擇育種、遺傳改良和基因資源利用，吳家勝課題組利用先進(jìn)的HiFi全基因組測(cè)序技術(shù)開(kāi)展了香榧全基因組測(cè)序，突破了香榧19.2Gb超大基因組染色體級(jí)別的組裝與高質(zhì)量基因注釋。在此基礎(chǔ)上，研究團(tuán)隊(duì)首次解析了香榧金松酸生物合成的分子和進(jìn)化機(jī)制，解密了長(zhǎng)期以來(lái)關(guān)于金松酸生物合成起源和進(jìn)化的問(wèn)題。研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)整合香榧基因組、轉(zhuǎn)錄組和甲基化組，繪制了香榧種子發(fā)育過(guò)程的甲基化調(diào)控圖譜，揭示了表觀遺傳調(diào)控參與裸子植物種子的發(fā)育及次生物質(zhì)代謝的機(jī)理。研究成果為加快香榧重要經(jīng)濟(jì)性狀形成與調(diào)控、健康功能成分的挖掘與利用等研究，以及香榧新品種培育奠定了基礎(chǔ)。
浙江農(nóng)林大學(xué)省部共建亞熱帶森林培育國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室為該論文第一作者和通訊作者單位。亞熱帶森林培育國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室吳家勝教授為該論文通訊作者，我校園藝學(xué)院孫學(xué)鵬教授以及美國(guó)康奈爾大學(xué)費(fèi)章君教授為共同通訊作者；亞熱帶森林培育國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室?jiàn)浜蛷?qiáng)教授為該論文第一作者，宋麗麗教授以及園藝學(xué)院李曉龍副教授為共同第一作者；我校博士生陳偉杰、高雅迪和鄭杉為共同作者。
該研究受到國(guó)家和浙江省自然科學(xué)基金資助。
相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1038/s41467-023-37038-2
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