突破！江西省林科院油茶科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)破譯紅花油茶“密碼”

近日，江西省林科院油茶團(tuán)隊(duì)聯(lián)合南京林業(yè)大學(xué)曹福亮院士創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)在國(guó)際頂級(jí)學(xué)術(shù)期刊《園藝研究》在線發(fā)表了研究論文。論文成果在全球范圍首次破譯了紅花油茶遺傳密碼，是目前全球質(zhì)量最高的染色體級(jí)別油茶基因組，期刊編審認(rèn)為本論文成果具有跨時(shí)代的里程碑意義。

油茶是全球四大油用樹(shù)種之一，一般是指山茶屬植物中種子含油量高的多種油茶樹(shù)的總稱。油茶籽油(山茶油)富含不飽和脂肪酸和多種有益于人類健康的次級(jí)代謝物，被稱為“東方橄欖油”。油茶基因組較大且主栽品種常為多倍體，對(duì)重要經(jīng)濟(jì)性狀的形成及分子調(diào)控機(jī)制缺乏分子生物學(xué)基礎(chǔ)平臺(tái)，限制了分子育種進(jìn)程，亟待可參考的基因組信息。紅花油茶作為我國(guó)油茶主栽種之一，表現(xiàn)為高籽油率、高油酸及油脂富含角鯊烯等三萜化合物;尤其具有“春華秋實(shí)”的花果不同期生殖特征和穩(wěn)定二倍體(2n=30)、雜合度相對(duì)較低(1.75%)的遺傳特點(diǎn)，是油茶研究的理想模式種。

據(jù)了解，該研究利用三代測(cè)序技術(shù)PacBio?HiFi并輔助Hi-C染色體構(gòu)象捕獲技術(shù)全球首次成功獲得了紅花油茶高質(zhì)量染色體級(jí)別基因組，組裝基因組2.73?Gb，scaffold?N50高達(dá)185.30?Mb;紅花油茶基因組中重復(fù)序列約2.16?Gb，占基因組的79.09%;結(jié)合從頭預(yù)測(cè)、同源蛋白信息以及轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)共注釋了64608個(gè)高可信度基因。同時(shí)，研究較為系統(tǒng)地繪制了山茶油不飽和脂肪酸與三萜類活性成分的生物合成途徑及其基因簇，發(fā)現(xiàn)紅花油茶基因組中三萜類生物合成的基因家族發(fā)生了顯著性擴(kuò)張，其萜烯合成酶基因成簇分布。該研究工作為山茶屬基因組的適應(yīng)性進(jìn)化與油茶籽油脂代謝提供了新的見(jiàn)解，為油茶遺傳改良奠定了重要的理論基礎(chǔ)。

江西省林科院溫強(qiáng)研究員為論文第一通訊作者，南京林業(yè)大學(xué)曹福亮院士和徐立安教授分列二、三通訊作者。論文共同第一作者有南京林業(yè)大學(xué)胥猛教授、江西省林科院黃彬博士及南京林業(yè)大學(xué)碩士畢業(yè)生申騰飛。江西省林科院龔春研究員、南京林業(yè)大學(xué)倪州獻(xiàn)講師以及周鵬燕博士生也參與了本研究。本研究相關(guān)工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金、江西省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、江西省自然科學(xué)基金等項(xiàng)目的資助。

(圖片由江西省林業(yè)科學(xué)院提供)

關(guān)鍵詞： 紅花油茶 南京林業(yè)大學(xué) 不飽和脂肪酸 省林業(yè)科學(xué)院