農(nóng)學(xué)院園林所觀賞園藝團(tuán)隊(duì)在Plant Biotechnology Journal發(fā)表杜鵑花研究論文
杜鵑花是杜鵑花科（Ericaceae）杜鵑花屬（Rhododendron）植物的統(tǒng)稱，我國十大傳統(tǒng)名花之一，具有非常豐富的物種多樣性和觀賞價值，在園林應(yīng)用中素有“無鵑不成園”之說。近日，Plant Biotechnology Journal在線發(fā)表了浙江大學(xué)園林研究所夏宜平教授團(tuán)隊(duì)題為High‐quality evergreen azalea genome reveals tandem duplication‐facilitated low‐altitude adaptability and floral scent evolution的研究論文。該研究通過對杜鵑花屬馬銀花亞屬的代表種馬銀花（Rhododendron ovatum）開展基因組測序，并與高海拔、無花香杜鵑花進(jìn)行基因組微進(jìn)化比較分析，揭示了杜鵑花低海拔適應(yīng)性及花香相關(guān)的關(guān)鍵通路與基因，對于高山植物馴化和花香育種具有指導(dǎo)意義。
杜鵑花屬包括1000多個種，大致可分為高海拔杜鵑（rhododendron）和低海拔杜鵑（azalea）兩大類，高海拔杜鵑種類占85%左右，但很難適應(yīng)低海拔氣候環(huán)境，嚴(yán)重制約了杜鵑花園林應(yīng)用的多樣性。另外，大多數(shù)杜鵑花沒有花香，造成了這一重要觀賞性狀的缺失。馬銀花亞屬（Azaleastrum）屬于低海拔杜鵑花類群，卻擁有與高海拔類群相似的葉片革質(zhì)、常綠等特性，而且馬銀花亞屬多數(shù)種類具有花香，是研究杜鵑花適應(yīng)性和花香進(jìn)化的良好材料。
杜鵑花屬主要亞屬海拔分布和常綠特性
該研究測序組裝獲得馬銀花高質(zhì)量基因組549Mb，contig N50為1.2Mb，染色體掛載率為99.05%，注釋到41264個基因，基因組注釋完整度達(dá)96%，是杜鵑花目中高質(zhì)量基因組之一。進(jìn)化分析表明，馬銀花擴(kuò)張的基因家族顯著富集到生物脅迫和非生物脅迫等多個逆境響應(yīng)通路，其中轉(zhuǎn)錄因子NAC基因家族擴(kuò)張可能對于馬銀花低海拔適應(yīng)性起到重要作用。另外，分析表明串聯(lián)復(fù)制（Tandem duplication）是馬銀花逆境響應(yīng)基因擴(kuò)張的主要方式。?
馬銀花香氣成分分析表明，萜類物質(zhì)是其重要的花香成分，馬銀花萜類合酶（TPS）基因家族顯著擴(kuò)張，尤其是b類TPS具有較高的表達(dá)豐度。進(jìn)一步對不同杜鵑花的TPS-b同源基因開展進(jìn)化分析，發(fā)現(xiàn)杜鵑花香并不是馬銀花在與其他杜鵑分化后獲得的，而是其他杜鵑花在進(jìn)化過程中可能由于TPS基因丟失或碎片化而失去了花香。
浙江大學(xué)園林研究所王秀云副研究員、福建農(nóng)林大學(xué)碩士高原和中國科學(xué)院昆明植物研究所博士研究生吳小培為該論文共同第一作者，浙江大學(xué)園林研究所夏宜平教授、張亮生教授和中國科學(xué)院昆明植物研究所章成君研究員為共同通訊作者。該研究得到了國家自然科學(xué)基金、中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)、浙江省林木新品種選育科技重大專項(xiàng)等項(xiàng)目的資助。
全文鏈接https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/pbi.13680
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