桑树之谜被解开花青素丰富度的遗传见解
一项研究揭开了桑树花青素含量的遗传秘密，阐明了决定果实颜色和营养品质的调控机制。通过组装和分析两种不同桑树品种的基因组，研究人员已经确定了关键的遗传变异和 MaVHAG3 在花青素积累中的关键作用，为改善果实特性提供了生物技术蓝图。
桑葚因其鲜艳的颜色、营养价值和潜在的健康益处而备受赞誉。花青素是紫色桑葚中的主要色素，以其抗氧化特性和对人类健康的作用而闻名。然而，由于桑葚基因组复杂，了解桑葚花青素调控的遗传基础一直具有挑战性。基于这些挑战，迫切需要进行深入研究，以更好地了解和操纵桑葚果实的色素沉着。
2024 年 4 月 23 日，中国重庆西南大学的研究人员在《园艺研究》上发表了一项关键研究(DOI：10.1093/hr/uhae120)。该团队对两个桑树品种“中桑 5801”(高花青素)和“珍珠白”(低花青素)生成了单倍型解析的基因组组装。他们的综合分析确定了桑树花青素含量的关键基因和调控机制，为桑树品种的遗传改良铺平了道路。 该研究涉及对“中桑 5801”(ZS5801)和“珍珠白”(ZZB)的基因组进行测序，然后对它们的基因组和转录组数据进行详细的比较分析。研究人员发现，液泡型 H + -ATPase G3 亚基基因MaVHAG3对花青素的积累至关重要。通过比较不同发育阶段的基因表达，他们发现 ZS5801 的花青素和类黄酮含量明显高于 ZZB。分析还揭示了黄酮醇合酶 (FLS) 和二氢黄酮醇 4-还原酶( DFR ) 基因的扩张和收缩，这些基因会影响花青素生物合成途径中的碳流动。这些发现强调了调节桑葚果实着色的复杂遗传和分子过程。 通讯作者赵爱春博士评论说：“我们的研究提供了对控制桑葚花青素含量的遗传和分子机制的全面了解。这些见解对于开发具有增强营养和美学品质的新品种至关重要。我们生成的高质量基因组组装将成为未来研究和育种计划的宝贵资源。”
这项研究的成果对农业和食品行业具有重要意义。通过了解花青素调控的遗传基础，育种者可以培育出花青素含量更高的桑树品种，从而培育出营养成分和健康益处更好的桑树。此外，增强的色素沉着特性可以提高桑树产品的市场吸引力。这项研究还为进一步研究其他水果作物奠定了基础，有可能在园艺和生物技术领域得到更广泛的应用。
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