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蓝月亮料必中五肖青稞育种创新团队在青稞高原适应性研究中取得新进展
2019年11月01日  

青稞,又称“裸大麦”,主要分布在青藏高原地区。青藏高原的强紫外和低温极端地理环境,会使青稞在驯化和自然选择过程中产生一定的适应性机制。青稞的基因组相对较大,但是青稞基因组信息的发表、青稞遗传资源材料的获取、青稞大麦进化路径的深入研究使得青稞更适宜作为阐述作物逆境适应性,尤其是UV-B新型紫外响应机制研究的理想材料。

2019年10月27日,Molecular Plant杂志在线发表了来自蓝月亮料必中五肖尼玛扎西团队和海南大学罗杰课题组合作题为“Genome-wide dissection of co-selected UV-B responsive pathways in the UV-B adaptation of qingke”的研究论文。

研究利用196份青稞和大麦的种子、叶片为研究材料,构建了青稞和大麦中27类512个已知代谢物和1419个未知代谢物的数据库。通过比较青稞与大麦差异代谢物和分析紫外胁迫代谢组,青稞在UV-B响应中不同苯丙烷合成代谢分支通路的代谢物在青稞中呈现出组成型和诱导型的积累。基于代谢组全基因组关联分析(mGWAS),发现了苯丙烷代谢通路代谢物GWAS的一些定位位点受到富集和选择,且在青稞中呈现出高含量代谢型,这些结果表明青稞选择了整个苯丙烷代谢通路来进行紫外和低温胁迫的适应。进一步解析了整个苯丙烷代谢途径的遗传和生物化学机制的过程中,鉴定了25个新的基因,并通过体外酶活等方法验证了3类苯丙烷通路合成及调控相关的蛋白,包括黄酮阿拉伯糖碳糖苷合成的糖基转移酶、苯环酚胺羟基肉桂酰基转移酶和酚胺调控相关的MYB转录因子,这些蛋白对于青稞紫外逆境适应性过程中共选择整个苯丙烷代谢途径有着重要的作用。该研究揭示了青稞适应高原中高水平的UV-B的代谢及基因基础,为青稞品种改良及其它作物生物和非生物胁迫分子遗传机制的研究提供参考。

论文链接:https://www.cell.com/molecular-plant/fulltext/S1674-2052(19)30335-1

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