研究人员揭示了桑葚花青素调控的遗传基础,确定了有助于改善果实颜色、营养价值和市场吸引力的关键基因。

最近的一项研究揭示了桑葚中花青素含量背后的遗传机制,揭示了控制果实颜色和营养价值的因素。通过对两种不同桑树品种的基因组进行测序和比较,研究人员发现了关键的遗传变异,并强调了 MaVHAG3 在花青素生产中的重要作用。这些发现为改善桑葚果实性状提供了宝贵的生物技术框架。

桑葚因其鲜艳的色彩、营养价值和潜在的健康益处而备受赞誉。花青素是紫色桑葚中的主要色素,因其抗氧化特性和对人类健康的作用而闻名。然而,由于桑葚基因组复杂,了解桑葚中花青素调控的遗传基础一直具有挑战性。基于这些挑战,迫切需要进行深入研究,以更好地了解和操纵桑葚的色素沉着。

桑树品种基因组分析

2024年4月23日,中国重庆西南大学的研究人员在《园艺研究》杂志上发表了一项关键研究。该团队对两个桑树品种‘中桑5801’(高花青素)和‘珍珠白’(低花青素)进行了单倍型解析基因组组装。他们的综合分析确定了桑树花青素含量的关键基因和调控机制,为桑树品种的遗传改良铺平了道路。

与果实颜色相关的转录和代谢模式。图片来源:园艺研究
该研究对‘中桑5801’(ZS5801)和‘珍珠白’(ZZB)的基因组进行了测序,然后对它们的基因组和转录组数据进行了详细的比较分析。研究人员发现,液泡型H + -ATPase G3亚基基因MaVHAG3对花青素的积累至关重要。通过比较不同发育阶段的基因表达,他们发现ZS5801的花青素和类黄酮含量明显高于ZZB。分析还揭示了黄酮醇合酶(FLS)和二氢黄酮醇4-还原酶DFR)基因的扩张和收缩,这会影响花青素生物合成途径中的碳流动。这些发现强调了调节桑葚果实着色的复杂的遗传和分子过程。

通讯作者赵爱春博士评论道:“我们的研究全面了解了控制桑树花青素含量的遗传和分子机制。这些见解对于开发具有更高营养和美学品质的新品种至关重要。我们生成的高质量基因组组装将成为未来研究和育种计划的宝贵资源。”

这项研究的成果对农业和食品行业具有重要意义。通过了解花青素调控的遗传基础,育种者可以培育出花青素含量更高的桑树品种,从而培育出营养成分和健康益处更好的桑树。此外,增强的色素沉着特性可以提高桑树产品的市场吸引力。这项研究还为进一步研究其他水果作物奠定了基础,有可能在园艺和生物技术领域得到更广泛的应用。

参考文献:“单倍型解析的染色体水平基因组组装揭示了桑葚果实花青素含量的调控变化”作者:

约克大学对拟南芥进行的一项研究揭示了影响植物关键发育转变时间的遗传标记,为改善作物的均匀性和营养价值提供了见解。

研究人员发现了一些基因变异,可以解释为什么植物会以不同的速度经历类似于“青春期”的发育转变,这一发现可以增强作物营养。

这种发育变化被称为营养生长到生殖生长的转变,它会持续几天的时间,在此期间植物会减缓叶子的生长并开始发育生殖器官。

这种剧烈的物理变化对农民和消费者来说非常重要,因为它启动了叶子中的营养物质转移到植物生殖器官的过程,最终进入果实和谷物。植物发育得当意味着食物更有营养。

农民试图培育出尽可能统一的农作物,但尽管他们付出了努力,但就像人类一样,不同植物的青春期发生在不同的年龄。

为了研究影响这种转变时间的因素,约克大学的研究人员在土壤、温度、湿度和光照尽可能一致的条件下种植了拟南芥,这是一种与卷心菜和西兰花等十字花科作物最相似的野生芥菜。

植物成熟度的遗传因素

研究人员之所以选择这个物种,是因为它经过几代的近亲繁殖,形成了几乎基因相同的种子库。

即使在这些严格控制的条件下,植物在不同的日子里也开始显示出发育转变的迹象。当大约一半的植物经历了转变后,科学家们测量了所有植物的基因活动。

虽然这些植物的年龄相同,但它们在植物“青春期”的道路上处于不同的阶段。研究人员发现了与这种发育变化时间相关的特定基因变化。

他们还发现,在科学家看到可见的生殖结构之前,植物就开始了杀死叶子的过程。

该研究的主要作者、生物学系的 Daphne Ezer 博士说:“从某些方面来看,植物和人类的生长非常相似:每个人都有自己独特的生长方式。

“我们的研究发现了可以控制植物发育转变时间的特定基因变化,为未来改善作物的均匀性和质量铺平了道路。”

“值得注意的是,我们还发现植物开始将营养物质从叶子转移到开花结构的时间比我们预期的要早。为了提高农作物的营养价值,农民可能需要在植物向生殖转变的任何明显迹象出现之前就注意这些隐藏的过程。”

科学家发现了白睡莲的抗寒机制,揭示了生态休眠和增强抗氧化系统等策略。关键代谢物发挥着至关重要的作用,为开发耐寒作物和支持气候变化下的可持续农业提供了见解。

最近的研究详细描述了白睡莲的抗寒机制,为提高作物抵御寒冷气候的能力的潜在农业应用提供了见解。

科学家最近揭示了白睡莲的复杂抗寒机制,白睡莲是一种在新疆高海拔地区寒冷环境中生长茂盛的植物。通过对白睡莲的生理适应、资源的战略分配和代谢反应的详细分析,揭示了一个复杂的调控系统,涉及植物激素信号、氨基酸代谢和昼夜节律。这一突破为提高农作物的抗寒能力提供了重要见解。

农业生产力面临寒冷胁迫的威胁,这种胁迫会阻碍植物生长并降低产量。白睡莲能够忍受高海拔栖息地的严冬,为研究其抗寒能力提供了一个独特的模型。气候变化对粮食安全构成威胁,迫切需要揭示睡莲抗寒能力的分子和生理基础。这项研究迎接挑战,深入研究白睡莲能够抵御严寒的策略。

南京农业大学的合作研究团队取得了一个重要的里程碑,他们的研究成果于2024年2月17日发表在著名的《园艺研究》杂志上。该研究采用综合多组学方法,全面剖析了白睡莲的抗寒适应策略,为农业科学提供了宝贵的知识宝库。

白睡莲的形态和解剖结构。图片来源:园艺研究

抗寒机制

白睡莲的抗寒能力表现为一系列生存策略,包括在冬季保持细胞完整性的生态休眠状态。白睡莲的武器库包括资源重新分配、渗透调节的形态适应以及增强的抗氧化系统以抵消寒冷压力。对其转录组、植物激素和代谢组的深入研究发现了其适应寒冷的核心调控网络,其中氮代谢和特定氨基酸途径起着关键作用。肌醇和 L-脯氨酸等代谢物被确定为其抗寒能力的关键因素,以及不饱和脂肪酸的利用不足,这些都表明了温度调节的新机制。

这项研究的首席科学家金启江博士强调,整合各种数据是他们创新方法的基石。金博士断言:“我们的研究不仅阐明了白睡莲的生存策略,还为提高植物物种的抗寒能力铺平了道路。”

这项研究的成果有望开创耐寒作物的新纪元。通过利用白睡莲的适应策略,开发新型育种技术和培育抗逆植物品种指日可待。随着气候变化给粮食安全蒙上阴影,这些见解可能成为可持续农业的希望之光。

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