康乃馨花色絢麗，花型獨特，香氣馥郁，深受人們的喜愛。近日，中國農(nóng)科院深圳農(nóng)業(yè)基因組研究所武志強團隊聯(lián)合華中農(nóng)業(yè)大學傅小鵬團隊，對康乃馨栽培品種“斯嘉麗”進行了全基因組測序和組裝，并鑒定到調(diào)控康乃馨花色、花型和花香的關(guān)鍵基因，為解析康乃馨重要觀賞性狀的遺傳機理提供了堅實的理論基礎(chǔ)。
研究團隊利用第三代ONT、二代Illumina和HIC技術(shù)，對康乃馨栽培品種“斯嘉麗”進行了全基因組測序和組裝。康乃馨的基因全長為636.30兆(Mb)，重復序列占70.62%，共注釋到43925個基因，Contig N50和Scaffold N50分別為14.67兆（Mb）和38.55兆（Mb）。研究發(fā)現(xiàn)康乃馨與藜科大約在6400萬年前發(fā)生了分化，并經(jīng)歷了一次近期的全基因組三倍化事件，這次加倍事件促進了與康乃馨特殊香氣丁香酚合成相關(guān)的基因的擴張。
基于基因組數(shù)據(jù)，研究團隊對康乃馨紅邊花瓣進行代謝組分析，發(fā)現(xiàn)天竺葵素的積累促使花瓣紅邊的成色，葉黃素和多個類黃酮物質(zhì)的共同積累，促使花瓣基部成黃色，基于轉(zhuǎn)錄組分析，篩選到MYBs，bHLHs和WRKY44等基因共同作用于ANS調(diào)控康乃馨復色的形成。同時對丁香酚在不同時期花瓣的積累過程進行解析，發(fā)現(xiàn)其EGS基因存在于外顯子上的結(jié)構(gòu)變異，可能是康乃馨丁香酚丟失的原因。另外，研究發(fā)現(xiàn)康乃馨A、C類基因的異位表達可能是影響重瓣型康乃馨形成的重要因素。
據(jù)介紹，該研究為開展康乃馨重要觀賞性狀的調(diào)控和遺傳改良提供了寶貴的數(shù)據(jù)信息和堅實的理論基礎(chǔ)，有效推動了康乃馨分子育種的進程。
該研究得到國家自然科學基金、國家青年科學基金等項目的支持，相關(guān)研究成果發(fā)表在《植物生物技術(shù)雜志（Plant Biotechnology Journal）》。
