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? (通訊員 王守創(chuàng))2018年1月11日,國際頂級(jí)學(xué)術(shù)期刊《Cell》在線發(fā)表了我校作物遺傳改良國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室羅杰教授課題組與中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院深圳農(nóng)業(yè)基因組研究所黃三文研究員課題組關(guān)于番茄育種過程中代謝組變化及其遺傳基礎(chǔ)的最新科研進(jìn)展。
? 論文以“Rewiring of the fruit metabolome in tomato breeding”為題,首次系統(tǒng)的報(bào)道了育種過程中,人類的育種行為對(duì)番茄代謝組產(chǎn)生的影響。番茄是全世界廣泛種植的蔬菜作物,起源于南美洲的安第斯山地帶,經(jīng)過人類對(duì)野生番茄的馴化改良,培育出了觀賞番茄和現(xiàn)代栽培番茄。為了對(duì)番茄育種過程中的代謝變化進(jìn)行全面解讀,對(duì)600余份材料進(jìn)行代謝組分析,結(jié)果表明從野生番茄到栽培番茄的育種過程中,具有澀味的毒性抗?fàn)I養(yǎng)因子茄堿的含量逐漸降低。進(jìn)一步的遺傳分析發(fā)現(xiàn)茄堿的自然變異受到5個(gè)主要遺傳位點(diǎn)控制,且這些位點(diǎn)在馴化及改良過程中受到強(qiáng)烈選擇。對(duì)其中效應(yīng)最大的位點(diǎn)是位于10號(hào)染色體上包含P450氧化還原酶、?;D(zhuǎn)移酶和糖基轉(zhuǎn)移酶的一個(gè)基因簇進(jìn)行體外實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)糖基轉(zhuǎn)移酶(Solyc10g085230)外顯子上發(fā)現(xiàn)一個(gè)點(diǎn)突變?cè)斐商崆敖K止,顯著降低栽培番茄果實(shí)中茄堿物質(zhì)的含量。通過兩個(gè)主效的位點(diǎn),能夠?qū)⒅饕褖A含量降低80%。栽培番茄在人類馴化選擇過程中發(fā)生了各種各樣的分化,紅粉果實(shí)的分化是一種典型的代表。粉色果實(shí)因?yàn)橘|(zhì)地松軟、口感細(xì)膩而備受消費(fèi)者所喜愛。研究表明粉果育種是選擇了在轉(zhuǎn)錄因子SlMYB12的啟動(dòng)子區(qū)域一個(gè)導(dǎo)致低水平轉(zhuǎn)錄的變異,從而造成粉果番茄中營養(yǎng)因子類黃酮含量大幅下降。另外,研究還表明番茄育種過程中對(duì)果重基因的選擇及野生漸滲片段對(duì)代謝組的影響,首次揭示了育種過程中代謝組變化的“搭車效應(yīng)”。該研究通過多組學(xué)手段對(duì)育種過程進(jìn)行全景式的分析,其大數(shù)據(jù)資源也將促進(jìn)番茄營養(yǎng)、健康品質(zhì)改良研究。
? 深圳農(nóng)業(yè)基因組研究所博士后祝光濤博士和我校博士研究生王守創(chuàng)為論文共同第一作者,黃三文研究員和羅杰教授為論文共同通訊作者。本研究得到了國家杰出青年科學(xué)基金等的資助。
? 論文鏈接:http://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(17)31499-X
? 審核:羅杰
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