Nature Commun | 熱科院和華中農大研究團隊成功組裝胡椒參考基因組,揭示了胡椒鹼生物合成的分子基礎

2021-02-28 PlantReports
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2019年10月16日，Nature Communications 在線發表了中國熱帶農業科學院香料飲料研究組郝朝運研究組和華中農業大學作物遺傳改良國家重點實驗室金雙俠研究組合作完成的題為「The chromosome-scale reference genome of black pepper provides insight into piperine biosynthesis」的研究論文。該研究成功組裝了胡椒的參考基因組，並揭示了胡椒鹼生物合成的分子基礎。

 

胡椒 (Piper nigrum, 2n=52) 屬胡椒科（ Piperaceae）胡椒屬（Piper）多年生常綠藤本植物，原產於印度，是重要的香辛料作物。胡椒在東南亞熱帶地區有悠久而廣泛的栽培史，是印度和歐洲之間的重要貿易商品。在中世紀的歐洲，來自印度南部的黑胡椒被稱作「黑色黃金」，在中世紀的西方人看來，亞洲胡椒是一種奢侈品。

 

該研究利用PacBio, 10X Chromium, BioNano DLS optical mapping以及 Hi-C mapping技術組裝了胡椒的基因組（761.2 MB）。比較基因組分析揭示了糖基轉移酶、細胞色素P450、莽草酸羥基肉桂醯轉移酶、賴氨酸脫羧酶和醯基轉移酶基因家族中的特異性基因擴增。轉錄組分析表明，這些基因家族中，一些果實特異性表達的代表性基因表達上調。此外，該研究還確定了與胡椒鹼生物合成相關的基因表達、進化和家族大小的變化。

 

由於胡椒科植物地理分布特性，譜系的多樣性以及獨特的次級代謝，胡椒基因組的成功組裝對研究進化，生態和植物化學之間的聯繫具有重要意義。該研究結果也對胡椒屬植物的生物學和農藝研究具有重要價值。


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