浙江大學(xué)農(nóng)業(yè)與生物技術(shù)學(xué)院園藝系張明方團(tuán)隊(duì)通過(guò)高通量測(cè)序技術(shù)，繪制了世界上第一張榨菜全基因圖譜，并從基因組選擇與進(jìn)化層面解答了榨菜“家鄉(xiāng)味”的成因，這一進(jìn)展將對(duì)芥菜類蔬菜作物的改良產(chǎn)生重要意義。研究成果近日在線發(fā)表于《自然—遺傳學(xué)》。

 

    榨菜是芥菜的一個(gè)變種，在浙江、四川等南方多省市廣泛栽培。此前科學(xué)家提出，芥菜是由“祖先”白菜和黑芥自然雜交后再經(jīng)加倍形成的異源多倍體物種。張明方課題組的工作則進(jìn)一步豐富和深化了對(duì)榨菜“家譜”的認(rèn)識(shí)。

 

    “拿到基因組能測(cè)算出物種的形成時(shí)間。”張明方教授介紹，基因是決定植物產(chǎn)量、品質(zhì)和抗病等重要性狀的關(guān)鍵因素，課題組通過(guò)榨菜的高質(zhì)量基因組圖譜發(fā)現(xiàn)，芥菜物種形成于5.5萬(wàn)至3.9萬(wàn)年前，隨后演化成菜用芥菜和油用芥菜兩大類群。

 

    通過(guò)全基因組分析，課題組找到了榨菜兩組同源基因序列，“其中一組與硫代葡萄糖糖苷代謝有關(guān)，它們發(fā)生了差異化進(jìn)化，這就是為什么有的榨菜聞起來(lái)香，有的香味不明顯。另外一組則與油脂代謝有關(guān)，決定著油用芥菜的產(chǎn)油量和油脂的組分”。

 

    據(jù)介紹，多倍化是植物進(jìn)化中的普遍現(xiàn)象。但半個(gè)世紀(jì)以來(lái)，學(xué)者未能揭示多倍體物種中同源基因表達(dá)與選擇的機(jī)制。這種機(jī)制，終于通過(guò)榨菜得到了揭示：異源多倍體芥菜亞基因組間呈非對(duì)稱進(jìn)化，亞基因組間同源基因中具有顯著表達(dá)差異的基因表現(xiàn)出更快的進(jìn)化速率，這些基因在菜用和油用芥菜分化中受到選擇。

 

    相關(guān)成果不但可以推動(dòng)芥菜類蔬菜作物分子育種的進(jìn)程，同時(shí)，還能從理論上預(yù)測(cè)重要農(nóng)業(yè)性狀，推動(dòng)對(duì)基因組育種的認(rèn)識(shí)和應(yīng)用。

 

    《自然—遺傳學(xué)》雜志審稿專家認(rèn)為，該研究有望用于作物改良過(guò)程中目標(biāo)基因的定向選擇。