近日,《新植物学家》(New Phytologist)在线发表了来自中国科学院分子植物科学卓越创新中心、深圳华大生命科学研究院农业基因组学国家重点实验室、山西晋中市林业科学研究所等多家单位合作的题为The genome of Hippophae rhamnoides provides insights into a conserved
近日,《新植物学家》(New Phytologist)在线发表了来自中国科学院分子植物科学卓越创新中心、深圳华大生命科学研究院农业基因组学国家重点实验室、山西晋中市林业科学研究所等多家单位合作的题为The genome of Hippophae rhamnoides provides insights into a conserved molecular mechanism in actinorhizal and rhizobial symbiosis的研究论文。该研究组装了沙棘染色体级别的参考基因组,探究了沙棘放线菌固氮生物学机制。
豆目、蔷薇目、葫芦目和壳斗目的部分植物能够与根瘤菌或放线菌共生固氮,其中豆科植物与根瘤菌共生固氮的分子机理研究深入。目前,放线菌共生固氮没有好的研究模式植物,因此放线菌共生固氮机理研究少、进展慢。沙棘是胡颓子科沙棘属落叶性灌木,适应于缺水少肥的华北及西北贫瘠地区,是防风固沙功臣,最重要的是其根部与放线菌共生固氮;其果实富含维生素C及黄酮等活性物质,是健康饮品的原料供给者,具有重要的生态和经济价值。
该研究以采自山西的沙棘为材料,组装染色体级别的参考基因组,理清存在争议的固氮分支植物的演化关系。沙棘与其近亲物种冬枣大约在7-8千万年前分化开;两者分道扬镳后,沙棘又经历了一次特有的全基因组复制事件。
研究团队对沙棘的根瘤样品进行微生物多样性分析,确定放线菌Frankia为其根瘤共生微生物的主要来源,并对沙棘根瘤和根等多个组织进行转录组测序,通过比较沙棘根瘤共生诱导和苜蓿中根瘤固氮共生相关基因,发现共生相关基因中绝大多数呈现出直系同源关系,如NIN, RPG, NSP2, DMI2等,表明豆科植物-根瘤菌共生和放线菌根瘤共生的保守性。沙棘参考基因组为研究沙棘的分子生物学、植物-放线菌共生以及沙棘的遗传改良提供了科学基础。
该研究还利用沙棘基因组、转录组等信息鉴定出维生素C合成通路相关基因,绘制沙棘维生素C合成的代谢通路图。(今日健康网 今日健康网)
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