《Nature》:让你的玫瑰种的随心所欲

玫瑰原产于中国,作为观赏类植物有很高的文化价值和经济作用,尤其在香水行业发挥着重要作用。玫瑰象征着美丽和爱情,是蔷薇科植物。自古以来,广受人们的喜爱。红玫瑰、黄玫瑰、紫玫瑰、白玫瑰、黑玫瑰、橘红色玫瑰、蓝玫瑰等,不同颜色的玫瑰代表着不同的含义。玫瑰也经常被当做礼物送给别人,不同朵数的玫瑰也是有不同的含义。

 

玫瑰

 

法国里昂的Mohammed Bendahmane研究团队研究揭秘了玫瑰基因组的第一个完整序列,揭示了今天玫瑰的主要特征。几个世纪以来,玫瑰一直被精心培育,以改善其气味和颜色等特征。因此,现代的玫瑰基因组包含了许多基因变体,使得它们的序列难以组合。通过强迫雄性生殖细胞无性繁殖的方式,创造出了“Old Blush”的基因,这是数百种现代玫瑰的祖先。与之前分析过的基因组相比,这个基因组的复杂性更低。他们提出了玫瑰全基因组测序和主要基因型的重组和重新测序,这些基因型有助于玫瑰的驯化。玫瑰基因组包含36,377个蛋白编码基因和3,971个长链非编码RNA。

 

染色体连接

(重建染色体上的物理位置与基因图谱位置之间的染色体连接)

法国里昂Mohammed和他的同事们从一种杂合的二倍体现代玫瑰原体中生成了纯合基因型:月季“Old Blush”。利用单分子实时测序和元组装方法,获得了迄今为止最全面的植物基因组之一。多样性分析突出了“La France”的嵌花式的起源。“La France”是首批结合欧洲物种的生长活力和中国物种反复开花的杂交品种之一。中国血统的基因组片段发现了新的候选基因反复开花。
La France

(分别表示:族谱重新测序的基因型;遗传结构和变异密度;三个说明性基因组片段的遗传变异的主成分分析)

 

研究结果表明,在18世纪从中国进口到欧洲的玫瑰中,花的基因,如经常开花的基因,都位于染色体片段上。研究小组还发现,相关的途径可以控制花朵的颜色和气味的某些方面。
重建调控和次级代谢途径,提出一个关于气味和花色的相互关联调节的模型。这一基因组为了解玫瑰性状的机制提供了基础,并应加快玫瑰、蔷薇科和观赏植物的改良。基因组将帮助育种者提高玫瑰的质量。
色彩生物合成与某些气味途径之间的调节联系

(色彩生物合成与某些气味途径之间的调节联系)

 

因此,玫瑰花中的花青素合成可能与某些挥发性化合物的产生有关,因此为非标准萜烯生物合成途径的进化提供了解释。此外,这种共同调节可能阻碍玫瑰杂交种中色素沉着和特定气味的结合。本研究报告的高质量玫瑰基因组序列,此外,获得候选基因(如涉及脱落酸合成和信号转导的候选基因)为改善玫瑰质量铺平了道路,提高了水的利用效率并延长了瓶插寿命。对其他特征的培育,如增加对病原体的抗性也应从这些数据中受益,并可能导致杀虫剂的使用减少。随着科学家一步步的揭秘,按照我们自己的喜好培育出我们想要的玫瑰指日可待,而且会更安全更健康。

 

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