記者9日從北京林業(yè)大學(xué)獲悉，首個(gè)梅花全基因組重測(cè)序研究完成，構(gòu)建完成了世界首張梅花全基因組變異圖譜。梅花全基因組重測(cè)序的完成將為其分子標(biāo)記輔助育種的研究提供重要的理論框架，也將在應(yīng)用上為其花色、花型、株型等重要觀(guān)賞性狀基因的遺傳選育及品種改良提供重要平臺(tái)，對(duì)梅花重要觀(guān)賞性狀的遺傳解析具有里程碑的作用。

該研究由北京林業(yè)大學(xué)張啟翔教授領(lǐng)銜的國(guó)家花卉工程技術(shù)研究中心，與青島華大基因研究院、深圳華大生命科學(xué)研究院及賓夕法尼亞州立大學(xué)等單位通力合作，4月27日完成，“梅花花部性狀的遺傳結(jié)構(gòu)”研究論文在《自然通訊》在線(xiàn)發(fā)表，鏈接為：https://rdcu.be/MJwC。

“梅花全基因組重測(cè)序順利完成，是繼梅花全基因組研究工作后的又一重要突破，將有助于開(kāi)展梅花株型、花色和花型等重要觀(guān)賞性狀的分子標(biāo)記輔助育種工作，有助于解析諸多重要性狀功能基因的遺傳機(jī)理，為梅花及相關(guān)種屬的分子育種奠定基礎(chǔ);”“梅花花部性狀的遺傳結(jié)構(gòu)”項(xiàng)目首席專(zhuān)家、國(guó)家花卉工程技術(shù)研究中心主任張啟翔說(shuō)，同時(shí)梅花全基因組重測(cè)序相關(guān)研究以及我們正在開(kāi)展的其他后基因組學(xué)研究，對(duì)于我國(guó)花卉的基礎(chǔ)研究進(jìn)展將產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。”

梅花，薔薇科李屬植物，我國(guó)是世界上重要的梅花起源和栽培中心，已有3000多年的栽培歷史，居中國(guó)十大名花之首，有花魁之稱(chēng)。其生物學(xué)特性最為可貴之處在于花期早，可在晚冬及早春時(shí)節(jié)開(kāi)花。作為一種重要的觀(guān)賞植物，梅花花色繁多、花香濃郁、花型極美，與松、竹并稱(chēng)“歲寒三友”，并被賦予了“堅(jiān)貞不屈”、“高雅脫俗”等精神特質(zhì)和文化表征，歷來(lái)頗受文人墨客推崇，留下諸多詠梅詩(shī)篇。此外，梅還有花梅與果梅之分，梅果還可加工成多種產(chǎn)品，極具營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。

據(jù)介紹，鑒于梅花栽培品種經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的人工馴化和自然授粉，其遺傳背景極為復(fù)雜，為了揭示梅花和李屬的演化歷史，開(kāi)展梅花分子標(biāo)記輔助育種工作，揭示梅花重要觀(guān)賞性狀的遺傳機(jī)理，該項(xiàng)目選取333株梅花品種、15株野生梅花以及梅花的近緣物種山杏、山桃和李開(kāi)展全基因組重測(cè)序研究，利用Illumina HiSeq 2000的測(cè)序平臺(tái)，平均測(cè)序深度19.3X，挖掘到534萬(wàn)個(gè)SNP標(biāo)記(單核苷酸多態(tài)性標(biāo)記)，極大地推動(dòng)了梅花群體遺傳學(xué)分析、全基因組關(guān)聯(lián)分析和李屬泛基因組研究的順利開(kāi)展。

基于挖掘的SNP標(biāo)記，以梅花的近緣物種山杏、山桃和李為外類(lèi)群，構(gòu)建了梅花品種的系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)，共有16個(gè)亞群(P1-P16)，從該亞群中選擇7個(gè)梅花品種和1個(gè)野生梅花，與梅花的近緣物種山桃、山杏、李進(jìn)行深度測(cè)序和基因組組裝，結(jié)合已經(jīng)發(fā)表的桃和梅花基因組，開(kāi)展梅花和李屬的泛基因組學(xué)研究。通過(guò)對(duì)測(cè)序序列組裝，Contig N50平均為15.5Kb，Scaffold N50平均為22.6Kb，對(duì)組裝序列進(jìn)行注釋?zhuān)坊ㄖ杏?2499個(gè)核心基因，李屬中有19135個(gè)核心基因。在梅花基因組中有3364個(gè)特有基因，主要在類(lèi)黃酮、苯丙烷類(lèi)化合物、苯基丙胺酸等代謝通路中富集，與梅花花色、花香等重要的觀(guān)賞性狀形成相關(guān)。

圖注：梅花花瓣、花萼、柱頭和花芽顏色的全基因組關(guān)聯(lián)分析圖