浙江大學農(nóng)業(yè)與生物技術(shù)學院園藝系張明方團隊通過高通量測序技術(shù)，繪制了世界上第一張榨菜全基因圖譜，并從基因組選擇與進化層面解答了榨菜“家鄉(xiāng)味”的成因，這一進展將對芥菜類蔬菜作物的改良產(chǎn)生重要意義。研究成果近日在線發(fā)表于《自然—遺傳學》。
榨菜是芥菜的一個變種，在浙江、四川等南方多省市廣泛栽培。此前科學家提出，芥菜是由“祖先”白菜和黑芥自然雜交后再經(jīng)加倍形成的異源多倍體物種。張明方課題組的工作則進一步豐富和深化了對榨菜“家譜”的認識。
“拿到基因組能測算出物種的形成時間。”張明方教授介紹，基因是決定植物產(chǎn)量、品質(zhì)和抗病等重要性狀的關鍵因素，課題組通過榨菜的高質(zhì)量基因組圖譜發(fā)現(xiàn)，芥菜物種形成于5.5萬至3.9萬年前，隨后演化成菜用芥菜和油用芥菜兩大類群。
通過全基因組分析，課題組找到了榨菜兩組同源基因序列，“其中一組與硫代葡萄糖糖苷代謝有關，它們發(fā)生了差異化進化，這就是為什么有的榨菜聞起來香，有的香味不明顯。另外一組則與油脂代謝有關，決定著油用芥菜的產(chǎn)油量和油脂的組分”。
據(jù)介紹，多倍化是植物進化中的普遍現(xiàn)象。但半個世紀以來，學者未能揭示多倍體物種中同源基因表達與選擇的機制。這種機制，終于通過榨菜得到了揭示：異源多倍體芥菜亞基因組間呈非對稱進化，亞基因組間同源基因中具有顯著表達差異的基因表現(xiàn)出更快的進化速率，這些基因在菜用和油用芥菜分化中受到選擇。
相關成果不但可以推動芥菜類蔬菜作物分子育種的進程，同時，還能從理論上預測重要農(nóng)業(yè)性狀，推動對基因組育種的認識和應用。
《自然—遺傳學》雜志審稿專家認為，該研究有望用于作物改良過程中目標基因的定向選擇。
