我国科学家分解蜡梅染色体程度的基因组图谱

本网讯记者柏斌报道华中农业大学刘秀群(副教授)、赵凯歌(副教授)研究组和金双侠(教授)研究组，团结西南林业大学陈龙清(教授)研究组在开放获取期刊Genome Biology 上，以“The chromosome-level wintersweet(Chimonanthus praecox)genome provides insights into floral scent biosynthesis and flowering in winter”为题，揭晓了我国传统名花蜡梅的染色体程度精细基因组图谱。

蜡梅是木兰类植物樟目蜡梅科植物，为我国历史传统名花，有上千年的种植历史，其花香浓郁，是有数的冬季开花木本花卉。它花期特殊、花香浓郁，具有极高的观赏应用价值，被普遍应用于盆景种植、园林绿化和切花生产。蜡梅在上海、重庆等地被开发作为春节和圣诞节的木本切花。蜡梅照样本草纲目中纪录的药草植物。

该研究团队利用二代Illumina Hiseq2000和三代PacBio测序平台举行测序，结合10x Genomics和Hi-C得到了染色体程度的精细基因组。同时利用二代测序技术完成了蜡梅近缘种夏蜡梅的全基因组测序。

研究者利用蜡梅、夏蜡梅以及其他15个具有代表性被子植物的基因组数据构建了系统进化树，效果解释木兰类植物与双子叶植物互为姐妹关系。同时利用共线性分解以及Ks分解，估测蜡梅经验了两次全基因组复制事宜，划分发生在约莫77.8和112.1Ma。其中较古老的全基因组复制事宜发生在樟科和蜡梅科分化之前，最近的全基因组复制事宜发生在樟科和蜡梅科分化之后。蜡梅基因组在历史进化中经验了庞大的染色体断裂、融合及片断重组历程。

研究团队还结合细胞学和转录组学对蜡梅花芽周年发育历程的分子机制举行了研究，对花芽分化、花器官特化以及花器官发育、花芽休眠和抗寒等生物学特征举行了分子分解，判定到了大量成花变化、花发育以及开花时间相关候选基因，为将来成果基因组学研究奠基了良好的基础。

此外，团队在高质量基因组图谱基础上，分解了蜡梅花香主因素形成的分子机制。研究发现，蜡梅花香中的重要因素和特征因素的合成通路下午酶多数是通过全基因组复制和串联复制事宜发生的。

该研究综合解读了蜡梅基因组基本特征、以蜡梅为代表的木兰类植物物种进化位置、蜡梅全基因组多倍化事宜以及樟目植物基因组进化历史；对蜡梅花香合成代谢网络中相关下午基因举行了深入研究；同时系统分解了蜡梅花芽分化到开花的发育历程；为被子植物演化、蜡梅花香生物合成及开花提供了新看法。高质量的蜡梅全基因组序列有助于进一步深入开展分子遗传学研究，判定控制冬季开花时间、花香花色等众多性状的成果基因, 从而推动蜡梅基础研究的快速生长和加速新品种创制。