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【中药资源】Nat Commun.|北京林业大学领衔解析杜鹃花高质量基因组

药用植物研究前沿 · 公众号 · · 2020-10-26 09:55

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杜鹃花，著名花卉，我国十大名花之一，具有较高观赏价值。 杜鹃花属（ Rhododendron ）包括约1千个野生种和3万多栽培品种，因其丰富、多样的美丽花冠而闻名于世。多样的杜鹃花品种，在欧洲、北美和亚洲各国，作为盆栽植物和景观灌木的地位日益突出。仅在比利时栽培杜鹃花的年产量已达4000万盆。尽管具有全球范围认可度和庞大的产业规模，但杜鹃花的选育途径还停留在基于表型性状的亲本选择与杂交，关键性状决定机制不明，高效精准的现代育种技术体系还未建立。解析高质量杜鹃花植物基因组，是杜鹃花功能研究和高效分子设计育种的前提基础，对杜鹃花产业发展有重要推动作用。

杜鹃 (映山红、照山红、山踯躅、山石榴，学名： Rhododendron simsii ) 主要分布在我国东部，是当前万余个园艺品种的原种，百余年来欧美日等国杜鹃花杂交育种的主要亲本。北京林业大学林木分子设计育种高精尖创新中心联合中科院植物研究所系统与进化植物学国家重点实验室以及比利时、瑞典、加拿大科研人员组成国际团队 解析了杜鹃高质量的基因组图谱及其构成特点 ，揭示了花色形成相关的基因调控模式、关键的转录因子及结构基因，为杜鹃花关键性状遗传机制研究和基因组编辑等高效分子设计育种的建立提供了重要基础。该研究以“ Chromosome-level genome assembly of a parent species of widely cultivated azaleas ”为题目发表在 Nature Communications 杂志。

该研究基于长读长测序技术，获得了杜鹃花高质量的基因组组装和功能注释；识别了开花和花色相关的重要代谢调控通路；利用基于时间序列的基因共表达分析，揭示出与花色决定相关的等级基因调控网络，检测到 MYB, bHLH, 和 WD40 三个转录因子家族成员可能构成复合体从而共同决定着花色形成。

中科院植物所杨福生副研究员和北林林木分子设计高精尖创新中心博士生聂帅为论文的共同第一作者，高精尖中心研究生刘辉、史天乐、田雪婵、周姗姗、包钰韬、贾凯华、郭璟芳和博士后赵伟及王晓茹教授参与了该研究，高精尖中心毛建丰副教授和比利时根特大学Yves Van de Peer 教授为共同通讯作者。

该研究得到第二次青藏高原科学考察研究（2019QZKK0502）、北京林业大学“双一流”建设项目（2019XKJS0308）、北京林业大学基础科研业务费（2018BLCB08）、国家重点研发计划项目“全球变化对北半球木本植物多样性的影响”（2017YFA0605100）及中国科学院A类战略性先导科技专项“美丽中国生态文明建设科技工程”项目八“自然保护地健康管理与生态廊道设计技术”（XDA23080000）等基金项目的支持。