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重大突破:中國熱科院發(fā)布胡椒染色體級別精細(xì)基因組

2019-10-17 17:23:37    院科技處 香飲所

重大突破:中國熱科院發(fā)布胡椒染色體級別精細(xì)基因組

揭秘其“辣”味機(jī)制

近日,中國熱科院香飲所聯(lián)合華中農(nóng)業(yè)大學(xué)、馬來西亞科學(xué)院等7家單位,繪制了我國胡椒栽培種“熱引1號”染色體級別精細(xì)基因組圖譜(木蘭亞綱胡椒目首次報(bào)道基因組組裝的物種),綜合解讀了胡椒的基因組特征,物種進(jìn)化位置,并對胡椒堿合成代謝網(wǎng)絡(luò)和關(guān)鍵基因及其基因家族進(jìn)行深入研究,研究結(jié)果為被子植物演化及胡椒堿生物合成提供了新的見解。相關(guān)研究成果在線發(fā)表在國際著名雜志《Nature》子刊Nature Communications(IF=11.878)上。

胡椒(Piper nigrum,2n = 52)是木蘭亞綱(Magnoliids)胡椒目(Piperales)胡椒科(Piperaceae)胡椒屬(Piper)的熱帶木質(zhì)藤本植物。胡椒素有“香料之王”、“黑色黃金”的美譽(yù),在人類歷史文明進(jìn)程中占有獨(dú)特地位。在中世紀(jì)的歐洲,胡椒是社會地位和財(cái)富的象征,價(jià)比金銀,可作為貨幣流通,胡椒貿(mào)易路線的拓展促成了新航路開辟、地理大發(fā)現(xiàn)等重要?dú)v史事件。當(dāng)前,胡椒廣泛種植于熱帶、亞熱帶30多個國家和地區(qū),已成為服務(wù)國家“一帶一路”倡議的重要媒介作物。

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胡椒基因組信息

研究團(tuán)隊(duì)結(jié)合PacBio三代測序、10X Genomics、基于直接標(biāo)記和染色(DLS)的BioNano單分子光學(xué)圖譜和Hi-C染色體交互捕獲四種測序技術(shù),實(shí)現(xiàn)了胡椒染色體級別的組裝?;?1個典型物種的比較基因組和系統(tǒng)發(fā)育分析,確定了胡椒及其所在木蘭亞綱的系統(tǒng)發(fā)育位置,即木蘭亞綱與整個單子葉-雙子葉互為姐妹關(guān)系,胡椒目與木蘭目-樟目互為姐妹關(guān)系,且大約在175-187 MYA(95% HPD)發(fā)生分歧。同時,進(jìn)一步通過基因家族擴(kuò)增、比較轉(zhuǎn)錄組和序列進(jìn)化分析,揭示了胡椒最主要的功能物質(zhì)胡椒堿生物合成的特異性,初步闡述胡椒堿生物合成分子機(jī)理。

該研究主要得到了中央級公益性科研院所基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)和農(nóng)業(yè)農(nóng)村部物種資源保護(hù)等項(xiàng)目的支持。研究論文題為“The chromosome-scale reference genome of black pepper provides insight into piperine biosynthesis”, 中國熱科院香飲所胡麗松副研究員、華中農(nóng)業(yè)大學(xué)許忠平博士為論文的共同第一作者。中國熱科院香飲所郝朝運(yùn)研究員、華中農(nóng)業(yè)大學(xué)金雙俠教授為論文的共同通訊作者。

論文在線網(wǎng)址為:https://www.nature.com/articles/s41467-019-12607-6

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