我院在《自然—遗传学》发表论文:破译荔枝基因密码 揭开起源驯化面纱

发布者:园艺学院发布时间:2022-01-05浏览次数:10


  北京时间2022年1月4日,由我校亚热带农业生物资源保护与利用国家重点实验室牵头,联合相关单位完成的论文《高杂合荔枝基因组中两个不同单倍型表明早晚熟栽培品种各自独立驯化》(Two divergent haplotypes from a highly heterozygous lychee genome suggest independent domestication events for early and late-maturing cultivars)发表在《自然—遗传学》(Nature Genetics)。通讯作者包括我院李建国研究员、夏瑞教授和陈厚彬研究员,美国伊利诺伊大学香槟分校Ray Ming教授,纽约州立大学布法罗分校Victor Albert博士。第一作者为我院胡桂兵教授、冯筠庭博士生、刘成明教授、吴振先教授,广东省农业科学院向旭研究员,新加坡南洋理工大学Jarkko Salojärvi博士和中国热带农业科学院王家保研究员。

 论文截图

  荔枝基因密码的破译将为未来荔枝功能基因组研究提供重要的参考,对促进荔枝品种改良和产业高质量发展具有重要意义。1月4日上午,我校在红满堂召开相关成果发布会。副校长仇荣亮主持发布会。

 成果发布会现场

 刘雅红校长致辞

  校长刘雅红在致辞中介绍了我校“十三五”期间的科研进展和果树学科的发展情况。她指出,我校荔枝科研团队以重大研究成果为支撑,以区域特色品种为主导,以打造具有华农特色的品牌为核心,以现代企业管理为标准,促进产前、产中、产后紧密结合,积极探索产学研相结合的创新工作模式。她希望团队继续拓展研究的广度和深度,为荔枝产业现代化插上科技的翅膀,为擦亮广东荔枝“金字招牌”、实现产业兴旺和乡村振兴作出更大的贡献。

 刘耀光院士讲话

  “基因组是植物性状形成的设计图和导航图,荔枝的基础和应用研究一直是亚热带农业生物资源保护与利用国家重点实验室的重要研究方向之一。”国家重点实验室主任刘耀光院士表示,解码荔枝基因组不仅能提升对荔枝重要经济性状形成的认知,研发相应的育种和栽培调控技术,还能为其他近缘物种的相关研究提供重要的参考。

省农业农村厅二级巡视员梁友强讲话

  省农业农村厅二级巡视员梁友强表示,省委、省政府高度重视荔枝产业高质量发展,于去年初制定广东荔枝产业高质量发展三年行动计划,以荔枝产业“小切口”推动农业产业“大变化”。他希望华南农大和相关科研单位加强联合攻关,争取多出成果、快出成果、出大成果,为我省农业农村高质量发展提供强大的科技支撑。

省科技厅副厅长李旭东讲话

  省科技厅副厅长李旭东表示,将根据省委、省政府的部署,继续支持种业振兴科研工作,特别是聚焦种业振兴中的“强优势、补短板、破卡点”等科研问题开展攻关。他希望华南农大以这次荔枝科研重大突破为契机,充分发挥平台、人才等优势,为种业振兴、农业现代化工作提供华农智慧。

李建国研究员介绍荔枝基因组论文主要成果

  发布会上,李建国研究员介绍了荔枝基因组论文的主要成果。研究团队利用最新的基因组测序数据,通过优化基因组组装策略,完成‘妃子笑’荔枝基因组假染色体水平的组装,主要含15条假染色体序列,大小470 Mb,杂合度2.27%,组装完整度BUSCO评估96.2%;同时完成基因组编码基因的结构注释,得到31,896个结构基因,注释完整度BUSCO评估94.8%,是目前无患子科植物中组装质量最高的基因组。  项目组利用72份荔枝资源重测序数据,鉴定到3.88M高质量的SNPs位点,提出了荔枝“一个起源中心、两个独立驯化事件”假说:云南是野生荔枝的起源中心,它沿着西江传播,在海南形成野生荔枝种群的一个主要栖息地;此后,云南和海南野生荔枝分别独立驯化为特早熟和晚熟品种,特早熟品种和晚熟品种再进一步杂交形成早熟与中熟品种。

COL基因之间的DNA片段缺失

  此外,该论文从基因组层面对荔枝开花调控机制进行了系统性研究,发现荔枝中一段特定的DNA序列缺失,可能是导致荔枝不同花期形成的重要因素。这一段DNA片段缺失出现在一对CONSTANS-like (COL)基因之间,它可能通过调控这两个COL基因的表达,从而影响荔枝开花时间。这个DNA序列缺失可以开发为简便的分子标记,用于不同开花期荔枝品种的选育。这对荔枝针对花期和成熟期性状的选育种工作非常有价值,因为荔枝易腐烂、难贮存,选育更多极早或特晚开花的荔枝新品种对延长荔枝上市季节、减少市场季节性销售压力、提升荔枝种植效益非常重要。

胡桂兵教授介绍我校荔枝科研团队及科技攻关进展

  胡桂兵教授介绍了我校荔枝科研团队及科技攻关进展。1982年,华南农学院和广东省农业厅牵头成立了“广东省荔枝科技协作组”,时任华南农学院副院长的李沛文教授担任组长;2008年,荔枝纳入50个国家现代农业产业技术体系之一,陈厚彬研究员当选为国家荔枝产业技术体系首席科学家,体系18个岗位科学家中有9位来自我校;现在,我校荔枝科技创新团队是一支创新能力强、国际影响力大、年龄结构合理的研发队伍,2019年被评为“神农中华科技奖优秀创新团队”。

华南农业大学荔枝团队主要成员合影

  经过老中青三代人近四十年的接力攻关,团队育成了冰荔、观音绿、岭丰糯、井岗红糯、巨美人等新品种19个;在植物学和园艺学顶级期刊发表高水平论文300多篇;出版《荔枝学》等专著11本;授权发明专利15件;获得省部级以上奖励16项,其中国家科技进步二等奖2项;建立了省部级以上科技平台7个。  “我们目前正与国内外多个研究团队合作,旨在以荔枝基因组研究为基础,对更多原产于我国的具有重要经济性状的无患子科作物开展基因组方面的研究,如龙眼、红毛丹、无患子(皂荚)、倒地铃等,通过更广泛和更全面的比较基因组对比分析,对无患子科作物共性或特异性生物学问题进行探索性研究,主要研究方向包括成花诱导、特殊风味和香味形成的次生代谢产物、花果发育调控机制等。”夏瑞补充道。

  光明日报、中国教育报、科技日报、中国科学报、广东广播电视台、广州广播电视台、南方日报、广州日报、羊城晚报、南方都市报、信息时报、新快报、广东科技报、南方农村报、广州电台等媒体对发布会进行了采访报道。


(文/图 学校党委宣传部 园艺学院 刘志鹏)

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