2020年12月28日，南京農(nóng)業(yè)大學(xué)侯喜林教授團(tuán)隊(duì)在不結(jié)球白菜基因組學(xué)研究中取得重要進(jìn)展，相關(guān)成果以“A chromosome-level reference genome of non-heading Chinese cabbage [Brassica campestris（syn. Brassica rapa） ssp. chinensis]”發(fā)表于Horticulture Research上。該成果經(jīng)過(guò)10多年的深入研究，揭示了不結(jié)球白菜維生素C和硫代葡葡糖苷營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的代謝機(jī)制，為優(yōu)良性狀分子設(shè)計(jì)育種奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。同時(shí)也為國(guó)內(nèi)外同行提供了不結(jié)球白菜的高水平參考基因組數(shù)據(jù)。
不結(jié)球白菜，俗稱(chēng)青菜、小白菜，原產(chǎn)中國(guó)，是最受大眾喜愛(ài)的蔬菜之一，栽培面積由2005年的800萬(wàn)畝上升到現(xiàn)在的2,100萬(wàn)畝左右，已成為我國(guó)第三大蔬菜作物。該研究以不結(jié)球白菜‘蘇州青’為材料，利用最新的測(cè)序手段，獲得396.83Mb近完整的高質(zhì)量的染色體級(jí)基因組，并對(duì)其功能進(jìn)行注釋?zhuān)銫ontigN50 2.83Mb。此基因組質(zhì)量高于現(xiàn)有其它白菜基因組。根據(jù)這一新基因組，研究發(fā)現(xiàn)重復(fù)序列占全基因組的比例約為53%，并且注釋得到了48,158個(gè)蛋白質(zhì)編碼基因。比較基因組分析證實(shí)，不結(jié)球白菜經(jīng)歷了一個(gè)與其他十字花科物種共享的全基因組三倍化（WGT）事件，這發(fā)生在與擬南芥共享的WGD事件之后，為研究蕓薹屬蕓薹種亞種之間分化提供重要的依據(jù)。對(duì)維生素C和硫代葡萄糖苷（GSLs）合成和代謝途徑相關(guān)基因進(jìn)行了鑒定和比較分析，得到了串聯(lián)復(fù)制導(dǎo)致的基因拷貝數(shù)變異，并且GSL基因在白菜基因組中發(fā)生了高度擴(kuò)張。聯(lián)合轉(zhuǎn)錄組分析，對(duì)相關(guān)基因的表達(dá)進(jìn)行了探究，揭示了不結(jié)球白菜維生素C和硫代葡葡糖苷營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的代謝調(diào)控機(jī)制。
本項(xiàng)研究工作以作物遺傳與種質(zhì)創(chuàng)新國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/農(nóng)業(yè)農(nóng)村部華東地區(qū)園藝作物生物學(xué)與種質(zhì)創(chuàng)制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/園藝作物種質(zhì)創(chuàng)新與利用教育部工程研究中心為第一單位，百邁客生物科技有限公司為第二單位。南京農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院侯喜林教授為該論文的通訊作者，李英教授和劉高峰博士后為同等貢獻(xiàn)第一作者，南京農(nóng)業(yè)大學(xué)劉同坤、張昌偉副教授，肖棟、陳飛講師和百邁客生物科技有限公司的馬立明、鄭洪坤參與了該研究工作。本項(xiàng)研究得到了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（2016YFD0101701）、國(guó)家大宗蔬菜產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系（CARS-23-A-06）、國(guó)家自然科學(xué)基金（31872106）和國(guó)家青梗菜良種重大科研聯(lián)合攻關(guān)項(xiàng)目（111821301354052283）的資助。
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