植物所科研人員揭示丁香屬全基因組、演化歷史及花香形成機制
發布時間：2022/6/16 9:20:25編輯：Ma Liang
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丁香屬為溫帶起源的木本芳香植物，是木犀科（Oleaceae）中較為古老的類群。全屬30余種（變種），除3種在巴爾干半島和北海道分布以外，其余在中國均有野生分布。作為東亞、歐洲和北美經典的觀賞植物，丁香有著1400年的栽培歷史和200年的育種歷史，其藥用功能的開發和芳香精油的利用在中國和歐洲由來已久。而丁香屬全基因組信息的缺乏，限制了我們對其時空演化格局的解析，也阻礙了藥用功能的深度挖掘和定向育種目標的高效實現。
中科院植物所石雷研究組長期進行丁香屬野生和栽培資源的保育研究。通過與梁振昌研究組合作，研究人員在東亞廣布種華北紫丁香（Syringa oblata）全基因組測序組裝的基礎上，開展了包括其近緣種在內的比較基因組分析，發現木犀科的祖先具有20條染色體，在漸新世中期前經歷了一次二倍化事件，隨后加倍的部分染色體發生了斷裂重組，最終形成了木犀科植物的46條染色體。華北紫丁香祖先的分化早于木犀科中桂花和油橄欖的分化；丁香屬內五個組（系）的祖先在中新世后期開始分化�；谌蚪M序列和覆蓋全屬的26個野生種（變種）的重測序，該項研究形成了至今最為完整的丁香屬種間系統演化圖譜�；谠摂祿纳锏乩碇亟ū砻�，丁香屬約在中新世起源于以中國北方為核心的東亞北部，此后分別向歐洲、中亞，以及中國中部及西南擴散，在秦巴山區和橫斷山區之間曾存在復雜的基因漸滲，由此形成了丁香屬的物種多樣性。針對華北紫丁香花香四溢的典型特征，研究人員對包括其在內的14種具有花香或果香的物種進行了比較基因組分析，發現其TPS和MYB基因家族呈現顯著擴張；進一步開展花開進程中的香氣分析，發現芳樟醇、β-羅勒烯和α-法尼烯等是構成華北紫丁香盛花期花香的主要單萜和倍半萜成分�；蚬脖磉_網絡預測顯示，33個TPS-a和34個TPS-b，以及195個MYB家族基因參與了丁香萜類的合成與調控。
當前基于全屬資源收集而獲得的研究結果，避免了既往研究中部分取樣所帶來的局限性，為丁香屬植物的深度認知提供了重要信息，為丁香功能研發提供了科學支撐，是國家丁香種質資源庫科學研究價值的重要體現。
該研究成果于6月8日在線發表于國際學術期刊The Plant Journal。植物所王毅博士、魯麗敏研究員和李靖銳博士為共同第一作者，崔洪霞副研究員、梁振昌研究員、石雷研究員等為共同通訊作者。研究得到了國家自然科學基金的資助。
微信號：ayiwangapp17
（來源： 中國科學院植物研究所 ）
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