睡蓮為何能散發(fā)迷人香味 我科學(xué)家發(fā)現(xiàn)關(guān)鍵基因

藍(lán)星睡蓮受訪者供圖

科技日報(bào)訊 （記者謝開飛 通訊員曹佳奕 陳旻）出自法國莫奈筆下的世界名畫《睡蓮》，令人們印象深刻。然而，睡蓮為什么會散發(fā)出迷人的香味？其賞心悅目的花色類型又是如何形成的？其背后分子機(jī)制仍不清楚。

福建農(nóng)林大學(xué)宣布，國際頂級學(xué)術(shù)刊物《自然》在線發(fā)表該校張亮生教授團(tuán)隊(duì)的研究成果“睡蓮基因組和早期開花植物進(jìn)化”。該研究在世界上首次解析了睡蓮基因組，并發(fā)現(xiàn)了調(diào)控睡蓮花色花香合成的關(guān)鍵基因。

開花植物又叫被子植物，其中睡蓮是被子植物起源和進(jìn)化過程中重要節(jié)點(diǎn)；花色花香是園藝植物非常重要的性狀，了解背后的分子機(jī)制是分子遺傳育種的第一步。人稱“植物小白鼠”的擬南芥和水稻幾乎沒有花色花香，故無法展開相關(guān)研究，而睡蓮因花色繁多、花香濃烈，已被開發(fā)成為睡蓮茶和香水等產(chǎn)品，具有重要的經(jīng)濟(jì)和文化價(jià)值，是理想的花色花香研究材料。

通過比較自然變異的白色花瓣藍(lán)星睡蓮與藍(lán)色花瓣的轉(zhuǎn)錄組，張亮生團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)藍(lán)色花瓣合成途徑中的兩個(gè)重要基因。“有了基因組，就能根據(jù)同源物種比較分析，從模式植物中已經(jīng)知道的花色花香合成途徑基因，來預(yù)測睡蓮的花色花香合成基因。由于睡蓮與模式植物中的花色花香成分有異同，這種異同是如何導(dǎo)致的，需要用不同手段分析獲得背后的基因差異，也就是找到‘調(diào)控開關(guān)’。”張亮生說。

張亮生舉例說，如藍(lán)星睡蓮藍(lán)色花瓣是很多物種沒有的，一旦知道藍(lán)色與白色花瓣的“調(diào)控開關(guān)”，就可以為分子遺傳育種培育藍(lán)色花瓣提供目標(biāo)基因。該研究在睡蓮基因組及花色花香等重要觀賞性狀分子機(jī)制方面取得的新突破，對我國觀賞園藝領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究具有重要的推動作用，為其他園藝作物復(fù)雜基因組解析提供了借鑒。