近日，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院深圳農(nóng)業(yè)基因組研究所武志強團隊，聯(lián)合華中農(nóng)業(yè)大學(xué)傅小鵬團隊對康乃馨栽培品種“斯嘉麗”進行了全基因組測序和組裝，并鑒定到調(diào)控康乃馨花色和花香的關(guān)鍵基因，為解析康乃馨重要觀賞性狀的遺傳機理提供了理論基礎(chǔ)。相關(guān)研究成果發(fā)表在《植物生物技術(shù)雜志》。

康乃馨因花色絢麗、花型獨特、香氣馥郁，深受人們的喜愛。研究團隊利用第三代納米孔技術(shù)、Illumina二代測序和三維基因組測序技術(shù)，對康乃馨栽培品種“斯嘉麗”進行了全基因組測序和組裝。康乃馨的基因全長為636.30兆，重復(fù)序列占70.62%，共注釋到43925個基因。研究發(fā)現(xiàn)康乃馨與藜科大約在6400萬年前發(fā)生了分化，并經(jīng)歷了一次近期的全基因組三倍化事件，這次加倍事件促進了與康乃馨特殊香氣丁香酚合成相關(guān)基因的擴張。

基于基因組數(shù)據(jù)，研究團隊對康乃馨紅邊花瓣進行代謝組分析發(fā)現(xiàn)，天竺葵素的積累促使花瓣邊呈紅色，葉黃素和多個類黃酮物質(zhì)的共同積累促使花瓣基部呈黃色，基于轉(zhuǎn)錄組分析，篩選到MYBs、bHLHs和WRKY44等基因，這些基因共同作用于花色素合成酶（ANS），調(diào)控康乃馨復(fù)色的形成。同時研究團隊對丁香酚在不同時期花瓣的積累過程進行解析，發(fā)現(xiàn)其EGS基因在外顯子上的結(jié)構(gòu)變異，可能是康乃馨丁香酚丟失的原因。該研究為開展康乃馨重要觀賞性狀的調(diào)控和遺傳改良提供了寶貴的數(shù)據(jù)信息和堅實的理論基礎(chǔ)，將有效推動了康乃馨分子育種的進程。