薄荷,通常被称为菠萝薄荷,因其独特的香气和药用特性而备受重视,这些都归功于其精油
尽管它很重要,但由于薄荷基因组的复杂性,以高杂合性和大量结构变异为特征,理解这些性状的遗传基础一直是一项挑战。对薄荷基因组的全面研究对于揭示影响其独特特性的遗传因素至关重要
成都中医药大学的研究人员与其他几个机构合作,成功组装了一个单倍型解析的无缺口薄荷基因组,也称为菠萝薄荷
利用先进的测序技术,该团队揭示了基因组内的遗传多样性和结构变异,为未来的遗传和育种研究提供了宝贵的资源。这项研究发表在《园艺研究》杂志上
该研究提出了第一个高质量的、单倍型解析的薄荷基因组组装,其基因组大小为414.3Mb,编码基因为31251个。通过整合来自各种测序平台的数据,研究人员解析了两个完整的单倍型组合,每个组合几乎都有端粒和着丝粒的完整注释
值得注意的是,该分析揭示了41135种结构变异,包括缺失、插入、重复和易位,其中许多影响萜类生物合成的基因
一个重要的发现是,在M.suaveolens产生的挥发性化合物中,哌啶酮氧化物占主导地位,而薄荷醇在其他薄荷中更常见
该研究确定了三个编码异哌啶酮还原酶(ISPR)的基因,这是薄荷醇生物合成的关键酶,但发现它们的低转录水平可能导致哌啶酮氧化物的积累
主要研究人员之一迟松博士表示,“薄荷无缺口基因组的完成代表着植物基因组学的一个重要里程碑。这张全面的基因图谱为探索菠萝薄荷独特特性的分子机制奠定了基础,这可能会在医学和农业中带来创新应用。”
薄荷无缺口基因组装为基因研究和育种铺平了道路,以提高其药用和芳香品质。了解萜类生物合成的遗传基础,可以有针对性地优化有价值的化合物,如哌啶酮氧化物
这项研究促进了植物基因组学的发展,在提高薄荷品种的种植和商业价值方面具有重大潜力
Journal information: Horticulture Research
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2024-09-15
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