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南农创新团队率先破译栽培菊花基因组

花匠小妙招
2024-11-19 21:07

南报网讯（记者王怀艳）4月11日，由陈发棣教授领衔的南京农业大学菊花创新团队在《自然—通讯》科学杂志上发表了题为《基因组组装解密栽培菊花起源于进化》的研究成果。该研究在全世界率先破译了六倍体栽培菊花基因组，由此发现菊科与伞形科同源，约在9240万年前分化。同时也证实菊花起源于中国，后传入日本及欧洲的文献记载。

菊花原产中国，已有3000多年栽培历史，是我国十大传统名花和世界四大切花之一。菊花品种丰富，可作为观赏、茶用、药用等栽培，在花卉产业中占据重要地位，但其起源尚无定论。

相比植物研究的模式材料——拟南芥，菊花的基因组构成是拟南芥的几十倍，具有基因组巨大且高重复、高杂合的特点，因此其基因组一直未被解析。2009年，在团队成员、该文共同第一作者王海滨副教授等人努力下，团队首次获得栽培菊花“钟山紫桂”的单倍体植株，为解析菊花基因组提供宝贵材料，也为最终获得菊花染色体级别的高质量参考基因组打下基础。据介绍，单倍体可极大提高菊花基因组的拼接难度，降低测序成本。

通过比较基因组学分析，团队发现菊科与伞形科在约9240万年前分化，菊科中菊属与蒿属在约650万年前分化。

基于基因组序列，团队研究发现，中国传统菊和园林小菊、日本传统菊及欧美切花菊具有独立的花色育种历史，这也与菊花起源于中国，最初为黄色，至唐代开始出现少量白色、紫色新品种并传入日本，至明清传入欧洲的历史文献相符。

团队相关负责人表示，本次学术突破，既探明了菊科的起源和分化过程，也为菊花花型、花色、株型、抗逆等关键性状解析和育种奠定坚实基础。破译了栽培菊花基因组，团队就可能通过基因编辑等手段加快菊花新品种培育进程，科研意义重大。

南京农业大学的菊花研发工作可追溯到二十世纪40年代。多年来，该团队围绕菊花及近缘种属资源的收集与评价、菊花重要性状遗传与分子调控机制等展开深入研究，在南京湖熟建有“中国菊花种质资源中心”，这是目前世界最大的菊花基因库，共收集保存菊花资源约5000份，选育新品种400余个。

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