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  • 我院阳成伟团队联合广东省农科院生物基因研究中心构建藤茶泛基因组并解析二氢杨梅素含量的遗传基础





2025年11月18日,华南师范大学生命科学学院阳成伟课题组与广东省农业科学院农业生物基因研究中心刘军研究员合作在国际园艺学顶级刊物Horticulture Research发表了题为“Pan-genome assembly of vine tea (Nekemias grossedentata) reveals structural variation in its dihydromyricetin biosynthesis diversity” 的研究论文。该研究首次构建了藤茶(Nekemias grossedentata)的高质量单倍型参考基因组与泛基因组,揭示了二氢杨梅素(Dihydromyricetin,DHM)含量差异的遗传基础,为天然抗氧化剂开发与特色资源植物分子育种提供了重要新视角。

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藤茶是我国南方重要的药食同源植物,富含天然抗氧化剂二氢杨梅素,具有显著的药用与工业价值。然而,不同品种间二氢杨梅素含量差异巨大,其关键调控机制长期未明。为系统揭示藤茶重要活性成分的遗传基础,研究团队对藤茶代表性材料开展了PacBio HiFi测序、Hi-C组装和全基因组重测序等多组学联合研究,构建了藤茶目前最高质量的基因组资源体系。

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研究以华南地区主要栽培两个品种(绿色叶LY与红色叶HY)为研究材料,整合多种先进测序技术以及多种组装策略完成了两个藤茶栽培品种的单倍型基因组的组装,获得四套染色体水平的高质量参考基因组(最高完整性达到99.2%)。通过对来自湖南、广东、广西等地的39份栽培材料构建泛基因组,对不同栽培品种的遗传分化模式和特异基因组特征进行了系统解析。进一步结合结构变异、转录调控与代谢数据,研究揭示关键基因 F3'5'H 在部分品种中存在显著的约1 kb结构缺失,该缺失会改变基因启动子与跨膜结构域,进一步导致基因 F3'5'H转录水平降低和酶活下降,是造成部分藤茶材料二氢杨梅素含量降低的主要原因。此外,研究还识别到一批可能参与二氢杨梅素合成途径调控的转录因子(MYB、bHLH和WRKY等),为藤茶功能基因挖掘与抗氧化代谢工程奠定了基础。

该研究不仅构建了藤茶的首个泛基因组,也揭示了藤茶活性成分形成的关键分子机制,为今后通过分子设计育种提升天然抗氧化剂含量提供了可行路径。本研究亦提示在藤茶等特色植物的人工驯化过程中可能存在对关键生物合成途径的不利选择,为藤茶重要分子育种和改良提供了基因资源,尤其为解析藤茶重要的药用代谢物的解析提供了重要的基因资源。

该论文由华南师范大学生命科学学院阳成伟教授、广东省农业科学院农业生物基因研究中心刘军研究员与华南师范大学特聘研究员韩丹璐为共同通讯作者;华南师范大学特聘研究员韩丹璐、硕士生那颂岩、深圳农业基因组研究所博士生侯壮伟、华南农业大学博士生李方平和生命科学学院毕业生朱程洛为论文的共同第一作者。华南农业大学周筱帆教授对本研究提供了重要支持。本研究得到了国家自然科学基金、广东省科技计划重点项目、广东省基础与应用基础研究计划等项目的资助。

论文链接:https://url.scnu.edu.cn/record/view/index.html?key=8b4e15d063ee8b6d15f444a4f5e891aa 

 

 

撰稿人:韩丹璐、阳成伟

 审:魏秋兰

 审:刘素宁

 审:李新强


  • 发布时间:
  • 2025-11-26 15:20:00 来源:华南师范大学生命科学学院 点击: 收藏本文
  • 标签:# 我院 #遗传 #含量 #杨梅