发现康乃馨重要观赏性状的遗传机理 解码花色花香关键基因

近日，中国农业科学院深圳农业基因组研究所武志强团队，联合华中农业大学傅小鹏团队对康乃馨栽培品种“斯嘉丽”进行了全基因组测序和组装，并鉴定到调控康乃馨花色和花香的关键基因，为解析康乃馨重要观赏性状的遗传机理提供了理论基础。相关研究成果发表在《植物生物技术杂志》。

康乃馨因花色绚丽、花型独特、香气馥郁，深受人们的喜爱。研究团队利用第三代纳米孔技术、Illumina二代测序和三维基因组测序技术，对康乃馨栽培品种“斯嘉丽”进行了全基因组测序和组装。康乃馨的基因全长为636.30兆，重复序列占70.62%，共注释到43925个基因。研究发现康乃馨与藜科大约在6400万年前发生了分化，并经历了一次近期的全基因组三倍化事件，这次加倍事件促进了与康乃馨特殊香气丁香酚合成相关基因的扩张。

基于基因组数据，研究团队对康乃馨红边花瓣进行代谢组分析发现，天竺葵素的积累促使花瓣边呈红色，叶黄素和多个类黄酮物质的共同积累促使花瓣基部呈黄色，基于转录组分析，筛选到MYBs、bHLHs和WRKY44等基因，这些基因共同作用于花色素合成酶(ANS)，调控康乃馨复色的形成。同时研究团队对丁香酚在不同时期花瓣的积累过程进行解析，发现其EGS基因在外显子上的结构变异，可能是康乃馨丁香酚丢失的原因。该研究为开展康乃馨重要观赏性状的调控和遗传改良提供了宝贵的数据信息和坚实的理论基础，将有效推动了康乃馨分子育种的进程。(记者 马爱平 通讯员 马昕怡 张晓妮)

关键词： 康乃馨花色花香关键基因 康乃馨栽培品种 遗传机理 全基因组测序