白菜和大头菜居然是近亲?科学家通过基因测序告诉你答案

南方+ 记者 王诗堃  2016-09-19 16:44

苤蓝和白菜

萝卜和苤(piě)蓝(又称大头菜)长得很像,却是完全不同的品种;究竟什么基因控制它们长出类似根茎?而同属芸薹属的白菜和苤蓝为何长得完全不同?中国科学家的一项最新研究成果或给出新的答案。

9月19日,中国农业科学院蔬菜花卉研究所王晓武研究组和北京百迈客生物科技有限公司合作的最新研究成果在京举行发布会,介绍了一项国际领先的发现:借助重测序技术以及芸薹属祖先的染色体核型,他们发现全基因组三倍化事件是导致芸薹类物种的形态型多样化以及趋同驯化的原因;此外挖掘出两个重要的商业性状——叶片结球性状和块茎形态性状的重要调控基因,为今后的分子育种工作提供遗传基础。

这项研究也发表在国际顶级学术杂志、《自然》杂志的子刊《自然-遗传学》上。

据了解,我们餐桌上常见的菜,大多是“亲属”关系。包括大白菜、小白菜、芜菁、甘蓝、西兰花、黄芥末、花椰菜、苤蓝、芥菜、雪里蕻(梅菜)等等,其实从植物学分类上都属十字花科(Brassicaceae)芸薹属(Brassica)。

不同于不同物种的动物之间有生殖隔离,不同植物之间杂交显得眼花缭乱。上述这些蔬菜的三个“祖先”:黒芥、芸薹、甘蓝经过一系列杂交(包括自然杂交和人工培育),就诞生了现在市场上常见的蔬菜。

研究中,王晓武研究组选择不同形态型的芸薹199株和甘蓝119株进行基因测序,这些材料包括不同地理区域分布的13个芸薹及9个甘蓝亚群,其中涉及叶片结球型(56份大白菜,45份卷心菜),以及块茎膨大型(54份大头菜及19份苤蓝)。

同属同一亚群,有的菜长有叶球,有的却没有,这是什么原因?

通过一系列检测,科学家们发现了控制长叶和根茎的不同基因区域。他们分别对芸薹和甘蓝种内结球和不结球的群体进行分析,筛选出具有正选择信号的基因区域。进一步对这些区域进行基因注释和富集,发现4个与植物激素应答相关的GO类别,这些植物激素对叶片形状和极性非常重要。对块茎膨大形状进行的研究也取得类似结果。

“今后有可能通过控制的方式对现有蔬菜进行改造改良,培育出新的蔬菜。”王晓武在发布会上介绍。

编辑 洪鑫
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