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黑果枸杞基因组解析及果实颜色分化研究取得进展

2025-09-30 10:14:04 来源: 中国科学院

黑果枸杞(Lycium ruthenicum)是青藏高原特有的药用植物,果实富含花青素,具有抗氧化活性。自然群体中同时存在黑果、白果和紫果等不同果色类型,其遗传关系及果实颜色分化的分子机制长期缺乏基因组水平的解析。U5t速刷资讯——每天刷点最新资讯,了解这个世界多一点SUSHUAPOS.COM

中国科学院西北高原生物研究所研究团队及其合作者,基于PacBio HiFi测序与Hi-C技术,组装出2.37 Gb的黑果枸杞高质量染色体级参考基因组,其中2条染色体达到端粒到端粒水平。与已发表的同属基因组相比,此次组装在连续性和功能注释上显著优化,为后续变异挖掘提供了更加精准的参考。U5t速刷资讯——每天刷点最新资讯,了解这个世界多一点SUSHUAPOS.COM

基于全基因组重测序与系统发育分析,研究确认白果和紫果枸杞与黑果枸杞聚为一支,支持其亚种分类地位。科研人员进一步比较基因组学,筛选到花青素合成通路的关键突变,bHLH转录因子AN1启动子区229-bp缺失。白果为纯合缺失,紫果为杂合缺失,杂交群体分离比(黑:紫:白=1:2:1)符合单基因孟德尔遗传模式,表明该缺失可能是果实颜色分化的核心变异。U5t速刷资讯——每天刷点最新资讯,了解这个世界多一点SUSHUAPOS.COM

功能验证结果进一步揭示了AN1在调控花青素合成中的重要作用。烟草瞬时表达表明,虽然AN1单独表达无法诱导花青素,但AN1能够提高AN2诱导花青素合成代谢的效果,说明AN1具有调控花青素合成代谢的功能。转录组及qRT-PCR结果显示,AN1在黑果发育后期显著上调,白果中几乎无表达;AN2在白果中虽强烈上调,但因AN1始终缺失,花青素合成通路整体受阻。酵母单杂交验证表明,AN1启动子区229-bp缺失移除了3个保守的MYB结合位点,使AN2无法结合启动子,导致AN1转录失活,最终导致白果枸杞无法积累花青素。U5t速刷资讯——每天刷点最新资讯,了解这个世界多一点SUSHUAPOS.COM

该研究组装了高质量黑果枸杞基因组,首次在基因组水平系统解析了黑、白、紫果枸杞的遗传关系,解析了果实颜色分化的分子机制,丰富了植物花青素合成代谢的调控理论,为枸杞新品种培育提供理论支撑。U5t速刷资讯——每天刷点最新资讯,了解这个世界多一点SUSHUAPOS.COM

相关研究成果以The Near-Complete genome of Lycium ruthenicum shed light on the genetic mechanism of the fruit color differentiation为题,发表于《园艺植物杂志》(Horticultural Plant Journal)。研究工作得到青海省分子作物育种重点实验室的支持。U5t速刷资讯——每天刷点最新资讯,了解这个世界多一点SUSHUAPOS.COM

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黑果枸杞高质量基因组及229-bp AN1启动子缺失导致果色分化U5t速刷资讯——每天刷点最新资讯,了解这个世界多一点SUSHUAPOS.COM

本文链接:黑果枸杞基因组解析及果实颜色分化研究取得进展http://www.sushuapos.com/show-12-1865-0.html

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