我校生物資源與食品工程學院魔芋研究團隊首次完成花魔芋基因組測序

  • 2022.03.11
  • 來源:科技處
  • 作者:李昌盛

近日,我校生物資源與食品工程學院高永副教授帶領團隊,以曲靖師范學院作為第一完成單位,在學術期刊《Computational and Structural Biotechnology Journal》(IF=7.2)上發表了題為“A chromosome-level genomeassembly of Amorphophallus konjacprovides insights into konjac glucomannan biosynthesis”(花魔芋染色體級別的基因組揭示了魔芋葡甘聚糖合成機制)的研究論文(https://doi.org/10.1016/j.csbj.2022.02.009)。高永博士、張延安博士與中科院廬山植物園的馮晨博士并列第一作者,團隊成員褚洪龍、王海波、吳麗芳、殷斯、劉潮、陳歡歡、李竹梅參與了工作。

魔芋屬植物的基因組較大,花魔芋的基因組約為5.70 Gb,是水稻的10倍,人類基因組的近2倍。研究團隊結合多種測序手段完成了測序,獲得了染色體級別的高質量基因組(圖1)?;蚪M進化分析表明,花魔芋與芋頭的親緣關系更近,魔芋與芋頭和紫萍共享了兩次間隔很近的基因組加倍(WGD)事件?;诨蚪M數據,團隊進一步研究了魔芋蒲甘聚糖合成的調控機制,并挖掘出一批重要基因(圖2)。

圖1 花魔芋的形態及基因組染色體圈圖

圖2 魔芋的基因組進化分析及葡甘聚糖合成基因挖掘

這是迄今為止魔芋屬的第一個基因組圖譜,該基因組對探究魔芋屬乃至天南星科物種的基因組進化具有重要價值,也為這一特色農業資源的育種改良奠定了理論基礎。這也是團隊繼首次破解木棉基因組之后,完成的第二個云南省特色植物的基因組測序。未來團隊將立足于高原特色農業發展的需要,探索建立魔芋資源收集、研究和開發利用的3R模式(Resource-Research-Resolution),力爭在魔芋的高產、高質、抗病等方面取得突破。

研究得到國家自然科學基金、云南省高校聯合基金和云南省“高層次人才引進計劃”資助。

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