我校花卉工程技术研究中心在龙游梅高质量基因组组装及曲枝性状形成机制解析方面取得重要研究进展,为梅花分子育种和观赏性状改良提供了重要的理论依据和技术支撑。
龙游梅是梅花的珍稀品种,因其枝条自然弯曲如游龙而得名,具有极高的观赏价值和独特的艺术魅力,但其曲枝性状形成的分子机制长期以来并不明确。研究团队采用第三代单分子测序技术,结合Hi-C染色体构象捕获技术,成功完成了龙游梅染色体级别的高质量基因组组装。组装获得的基因组大小约为280 Mb,Contig N50达到15 Mb以上,注释得到约2.8万个蛋白质编码基因。该基因组组装质量高、完整性好,为深入解析梅花复杂性状奠定了坚实的遗传基础。
基于高质量基因组,研究团队进一步对龙游梅的曲枝性状开展了深入的分子机制解析。通过比较龙游梅(曲枝)与直枝梅的茎干分生组织转录组,结合激素含量测定、基因功能验证等实验,研究团队发现,生长素信号通路关键基因的表达差异以及赤霉素与油菜素内酯的协同调控,可能是导致龙游梅枝条独特弯曲生长的核心原因。具体而言,龙游梅茎尖分生组织中生长素极性运输载体基因PIN1的表达模式发生改变,影响了生长素的不对称分布;赤霉素生物合成关键基因GA20ox的表达上调与油菜素内酯信号通路的交互作用,共同调控了细胞伸长与分裂的速率,最终导致枝条呈现规律性的左右交替生长,形成优美的“游龙”形态。
该研究成果不仅首次在染色体水平上揭示了龙游梅的遗传蓝图,更深入阐明了其标志性观赏性状——曲枝形成的分子调控网络。这一重要进展属于“工程和技术研究和试验发展”范畴,是基础研究与产业应用紧密结合的典范。它不仅深化了我们对木本植物株型发育的认识,也为通过分子设计育种定向改良梅花乃至其他观赏树木的株型提供了关键的候选基因和理论路径。中心将继续围绕花卉重要观赏性状和抗逆性状,开展深入的基因组学与分子生物学研究,推动我国花卉种业创新和产业高质量发展。
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更新时间:2026-03-07 19:59:21