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科研進展
芍藥基因研究取得重要進展
日期:2020-11-06|來源:農業生物技術研究中心|浏覽量:824次

2020年(nián)10月21日世界知名期刊Frontiers in Genetics(遺傳學(xué)前沿)發表了北京市農林科學(xué)院生物中心張曉東研究員團隊與中國農業大學(xué)蘇震教授團隊共同完成的(de)研究論文“HpeNet: Co-expression Network Database for De Novo Transcriptome Assembly of Paeonia lactiflora Pall.”(doi: 10.3389/fgene.2020.570138,SCI IF=3.258)。研究以芍藥傳統品種(杭白芍)、野生藥用品種(內(nèi)蒙赤芍)和(hé)北京市農林科學(xué)院培育的(de)高(gāo)産籽量與高(gāo)含油量新品種(芍油17C,國家新品種權号20191002052)為(wèi)材料,選取了9種不同組織(葉片、須根、花瓣、雄蕊、子(zǐ)房、柱頭、果莢、種皮、種仁)和(hé)4個不同發育階段(開花後7、14、21和(hé)28天)的(de)種子(zǐ)進行轉錄組分析。通過基因de novo拼接、和(hé)Unigene功能注釋(GO、KOG、KEGG等),結合不同品種間與組織器官間的(de)差異表達分析、基因共表達網絡分析等多種方法,最終建立了首個芍藥轉錄組基因共表達數據庫HpeNet(http://bioinformatics.cau.edu.cn/HpeNet/)。該數據庫涵蓋不同芍藥品種與器官的(de)轉錄組數據、功能基因信息和(hé)共表達網絡等等。

芍藥(Paeonia lactiflora Pall.)與牡丹(Paeonia suffruticosa Andr.),為(wèi)芍藥屬多年(nián)生草(cǎo)本(芍藥)、木本(牡丹)花卉,為(wèi)國內(nèi)外著名的(de)傳統觀賞花卉。芍藥有花中丞相和(hé)花仙子(zǐ)的(de)美稱,也是我國種植上千年(nián)的(de)傳統中藥材(赤芍、白芍)。傳統芍藥分為(wèi)野生藥用型、栽培藥用型、栽培觀賞型等。油用型芍藥(oilseed)是區别于傳統觀賞型、藥用型芍藥的(de)新類型,以種子(zǐ)結實率高(gāo)、籽粒大、産籽量高(gāo)為(wèi)主要特征。

       通過轉錄組測序分析,獲得基因水平的(de)差異調控與共表達網絡關鍵數據,該項研究的(de)成果将有助于揭示芍藥花花色、花香的(de)形成與演化;芍藥根中藥有效成分花青素(芍藥色素)與芍藥苷的(de)積累;芍藥種子(zǐ)中多不飽和(hé)脂肪酸(PUFAs)與α亞麻酸(linolenic acid,ALA,18:3)的(de)形成與積累等等方面的(de)分子(zǐ)機理(lǐ),并最終為(wèi)油、花、藥兼用型芍藥重要農藝、園藝性狀的(de)改良與分子(zǐ)育種奠定堅實基礎。

芍油17C Unigene的(de)功能注釋分析.jpg

圖1: 芍油17C Unigene的(de)功能注釋分析

不同器官中FAD2基因的(de)共表達網絡狀态.jpg圖2:不同器官中FAD2基因的(de)共表達網絡狀态