近日，園藝學(xué)院徐坤教授團(tuán)隊(duì)在國際著名期刊Plant Journal發(fā)表了題為“A Genome Assembly of Ginger(Zingiber officinale Roscoe) Provides Insights into Genome Evolution and 6-gingerol Biosynthesis”的研究論文，陳子敬副教授、張玲高級農(nóng)藝師、呂堯副教授、屈伸洋博士為該論文的第一作者，徐坤教授和曹逼力副教授為該論文的通訊作者。
生姜是我國重要的特色出口蔬菜，具特殊辛辣風(fēng)味，其姜辣素含量高低是評價(jià)生姜品質(zhì)的主要指標(biāo)，而6-姜酚是姜辣素的主要活性成分。該研究采用Pacbio方法完成了‘萊蕪小姜’全基因組測序，解析了其單倍型基因組序列，初步揭示了姜辣素的生物合成通路，為后續(xù)生姜功能研究和分子設(shè)計(jì)育種奠定了重要理論基礎(chǔ)。采用分型組裝成2套基因組A和B, A套為1.44Gb，B套為1.53Gb。A套的BUSCO值為94.62%，B套的BUSCO值為96.9%。
Figure 1. Characteristics of the haplotype-resolved genome assembly of the cultivated ginger
對‘萊蕪小姜’四個發(fā)育期的根莖進(jìn)行了轉(zhuǎn)錄組和代謝組聯(lián)合分析，發(fā)現(xiàn)了6-姜酚的合成通路，解析了“姜還是老的辣”的機(jī)理。
Figure 2. Insights into 6-gingerol biosynthesis.
通過進(jìn)一步生化分析，發(fā)現(xiàn)萊蕪小姜的ZoMYB106基因和ZobHLH148基因互作，增強(qiáng)了6-姜酚合成關(guān)鍵酶ZoCCOMT1/2的活性，進(jìn)而提高了姜辣素含量，從分子水平上揭示了萊蕪小姜辛辣芳香的機(jī)制。
Figure 3. ZoMYB106 and ZoBHLH148 promote the activities of key enzymes ZoCCOMT1/2,in 6-gingerol synthesis
該研究得到國家特色蔬菜產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系，國家自然科學(xué)基金，山東省自然科學(xué)基金，山東省良種工程等項(xiàng)目的支持。
論文鏈接：http://doi.org/10.1111/tpj.16625
