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康乃馨基因密码破解，定向育种成为现实

来源：花匠小妙招时间：2024-11-07 00:32

近日，华中农业大学园艺林学学院教授傅小鹏研究团队，联合中国农业科学院农业基因组研究所武志强研究团队，在国际期刊发表论文。该论文公开了首次组装康乃馨染色体级别的基因组，并解析康乃馨花色、花型和花香等重要性状调控密码。

康乃馨是石竹科石竹属多年生植物。因其花色绚丽，花型独特，香气馥郁，具有极高的观赏价值和经济价值，被称作世界“四大切花”’之一。

康乃馨栽培品种‘斯嘉丽’

据傅小鹏教授介绍，在华中农业大学包满珠教授和BENDAHMANE教授全程指导和帮助下完成的该项研究，利用最新的测序技术（第三代ONT、二代Illumina和HIC技术），对康乃馨栽培品种‘斯嘉丽’进行了全基因组测序，并首次组装了康乃馨染色体级别的基因组，同时结合比较基因组、转录组、代谢组等方法，对康乃馨基因组的进化进行了系统研究，解析康乃馨的花色、花型和花香等重要观赏性状的调控密码，鉴定了参与这些性状形成的关键基因。

此外，研究还发现康乃馨与藜科在64.07 MYA发生了分化，并经历了一次近期的WGT事件，这次加倍事件促进了康乃馨特殊香气丁香酚合成相关的基因扩张。“该研究成果，为定向改良康乃馨的观赏性状，培育康乃馨新品种奠定了基础。”傅小鹏教授说。

康乃馨基因组的组装与进化

据介绍，研究团队基于本基因组，对康乃馨红边花瓣进行代谢组分析，发现天竺葵素的积累促使花瓣红边的成色，叶黄素和多个类黄酮物质的共同积累，促使花瓣基部成黄色；结合转录组分析，筛选到几个MYBs, bHLHs和WRKY44等基因共同作用于ANS调控康乃馨复色的形成。同时，利用GC—MS以及转录组，对香石竹丁香酚在不同时期花瓣的积累过程进行解析，发现EGS基因存在外显子上的结构变异，其提前终止可能是康乃馨丁香酚丢失的原因。另外，研究发现康乃馨汇总A、C类基因的异位表达可能是影响重瓣型康乃馨形成的重要因素。