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我校生命科学学院解析掌叶覆盆子高质量基因组并为水解单宁化合物的合成与调控提供新见解

来源:    发布时间:2021-08-04    点击量:

像小珊瑚珠攒成的小球,色味都比桑葚要好得远 鲁迅先生《从百草园到三味书屋中充满童趣的语言让我们记住了覆盆子掌叶覆盆子Rubus chingii Hu)是蔷薇科悬钩子属植物,为我国特色药食同源植物,其干燥幼果入药,成熟果是高端功能性水果。掌叶覆盆子富含水解单宁类化合物(Hydrolyzable TanninsHTs),对人体十分有益,具有抑菌、抑癌等健康功能。然而,关于植物体内水解单宁的合成代谢途径尚不清晰。


,安徽农业大学生命科学学院王云生教授研究组在The Plant Journal在线发表了题为The chromosome-scale reference genome of Rubus chingii Hu provides insight into the biosynthetic pathway of hydrolyzable tannins的研究论文。该研究首先利用二代、三代和Hi-C测序技术完成了一份优质的掌叶覆盆子的染色体级别的基因组,组装的基因组大小为231.21MbScaffold N50达到8.2 Mb),33130个蛋白编码基因被注释,进化分析表明,掌叶覆盆子与美国黑树莓(Rubus ocidentalis)的亲缘关系最密切,约在2246万年前发生了分化。


前期研究发现,UDP-糖基转移酶(UGT)、丝氨酸羧肽酶(SCPL)以及羧酸酯酶(CXE)参与水解单宁的生物合成。通过比较基因组分析,该文发现在掌叶覆盆子的2号染色体存在一个包含里11CXE基因、8UGT基因和6SCPL基因的串联基因簇,并利用原核表达体外酶活证实了部分关键基因具有催化水解单宁合成或分解的活性。该串联基因簇在水解单宁丰富的蔷薇科种间存在一定的保守性,而在水解单宁缺乏的苹果或梨等物种基因组中则出现同源基因的分化和缺失现象。这一水解单宁相关的串联基因簇的发现为研究该类化合物在植物体内的合成及调控提供了新的见解。


安徽农业大学生命科学学院2018级硕士生王隆基、2020级博士生雷霆、生命科学学院韩国民教授、园艺学院岳俊阳副教授为论文共同第一作者,生命科学学院王云生教授为通讯作者。该研究得到安徽省重点研究与开发计划的资助。


文章链接:https://doi.org/10.1111/tpj.15394