园艺科学与工程学院徐坤教授团队揭示‘莱芜小姜’全基因组测序图谱及姜辣素的合成调控途径-凯发app平台

作者: 出处: 山东农业大学 日期: 2024-02-04

近日,园艺学院徐坤教授团队在国际著名期刊plant journal发表了题为“e roscoe) provides insights into genome evolution and 6-gingerol biosynthesis”的研究论文,陈子敬副教授、张玲高级农艺师、吕尧副教授、屈伸洋博士为该论文的第一作者,徐坤教授和曹逼力副教授为该论文的通讯作者。

生姜是我国重要的特色出口蔬菜,具特殊辛辣风味,其姜辣素含量高低是评价生姜品质的主要指标,而6-姜酚是姜辣素的主要活性成分。该研究采用pacbio方法完成了‘莱芜小姜’全基因组测序,解析了其单倍型基因组序列,初步揭示了姜辣素的生物合成通路,为后续生姜功能研究和分子设计育种奠定了重要理论基础。采用分型组装成2套基因组a和b, a套为1.44gb,b套为1.53gb。a套的busco值为94.62%,b套的busco值为96.9%。

figure 1. characteristics of the haplotype-resolved genome assembly of the cultivated ginger


对‘莱芜小姜’四个发育期的根茎进行了转录组和代谢组联合分析,发现了6-姜酚的合成通路,解析了“姜还是老的辣”的机理。

figure 2. insights into 6-gingerol biosynthesis.


通过进一步生化分析,发现莱芜小姜的zomyb106基因和zobhlh148基因互作,增强了6-姜酚合成关键酶zoccomt1/2的活性,进而提高了姜辣素含量,从分子水平上揭示了莱芜小姜辛辣芳香的机制。

figure 3. zomyb106 and zobhlh148 promote the activities of key enzymes zoccomt1/2,in 6-gingerol synthesis


该研究得到国家特色蔬菜产业技术体系,国家自然科学基金,山东省自然科学基金,山东省良种工程等项目的支持。

论文链接:http://doi.org/10.1111/tpj.16625


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