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科学网—康乃馨的魅力密码

来源：花匠小妙招时间：2024-11-11 07:45

▲康乃馨的重瓣花。

▲康乃馨花。华中农大供图

本报讯（记者李晨）康乃馨是石竹科石竹属多年生植物，被称作世界“四大切花”之一，具有极高的观赏价值和经济价值。

近日，华中农业大学园艺林学学院教授傅小鹏团队，联合中国农科院农业基因组研究所（以下简称基因组所）研究员武志强团队，首次组装了康乃馨染色体级别的基因组，系统研究了康乃馨基因组进化，并对花色、花型和花香等重要观赏性状的分子机理进行解析，鉴定了参与这些性状形成的关键基因。研究论文发表于《植物生物技术杂志》。

研究团队利用第三代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和组装。康乃馨基因全长为636.30Mb，重复序列占70.62%，共注释到43925个基因。康乃馨与藜科在约6400万年前发生了分化，并经历了一次近期的全基因组加倍事件。这次加倍事件促进了康乃馨特殊香气丁香酚合成相关基因的扩张。

基于该基因组，研究团队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；并结合转录组分析，筛选出共同调控康乃馨复色形成的几个基因。

同时，研究团队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。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。

该研究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。