日前，由福建農(nóng)林大學教授張亮生主持的研究成果《睡蓮基因組和早期開花植物進化》在《自然》雜志在線發(fā)表。該研究獲得了藍星睡蓮的高質量基因組。由于睡蓮獨特的進化位置，其基因組與轉錄組結果展示了早期開花植物的進化特點和特征，對揭示開花植物起源和進化具有重大意義。同時該研究解析了睡蓮的花器官發(fā)育和花香花色調控基因，對園藝植物分子育種等應用具有重要參考價值，破解“開花植物如何在2億年內快速占領地球”之謎邁出了關鍵一步。
開花植物又叫被子植物，主要分為真雙子葉、單子葉、木蘭類和早期開花植物類群。早期開花植物類群有無油樟目、睡蓮目以及木蘭藤目。睡蓮作為早期被子植物類群，其基因組和生物學特點是理解被子植物起源和快速輻射的關鍵一環(huán)，具有重要的進化地位和基礎研究價值。同時，睡蓮是著名的水生觀賞花卉，有著重要的經(jīng)濟和文化價值。近20年來，世界各地通過雜交技術培育了大量的睡蓮品種。
據(jù)了解，在此項研究中，科研人員獲得了藍星睡蓮的高質量基因組，通過系統(tǒng)發(fā)育組分析顯示，睡蓮屬于早期被子植物類群，以此確定了睡蓮的進化位置。他們還通過基因組和轉錄組分析，發(fā)現(xiàn)睡蓮科祖先發(fā)生了一次基因組加倍事件，這個事件發(fā)生在大約1億年前，是一個古老的基因組加倍。研究表明，睡蓮基因組多倍化對睡蓮的起源和廣泛分布有貢獻。
睡蓮有花色和花香，科研團隊還通過基因組研究了其花器官發(fā)育ABCE模型以及花色花香的合成途徑，揭示了早期被子植物的一些進化特征。研究人員通過比較自然變異的白色花瓣與藍色花瓣的轉錄組，發(fā)現(xiàn)兩個重要基因是編碼藍色花瓣合成途徑的關鍵酶。
有關專家表示，睡蓮基因組研究成果加深了人們對多倍化的認識，是被子植物演化研究的一個重要標志性工作。該研究所取得的新突破，對我國觀賞園藝領域物種起源演化的基礎研究具有重要的推動作用，也為其他園藝作物復雜基因組解析提供了借鑒。
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