睡蓮為何能散發(fā)迷人香味 我科學(xué)家發(fā)現(xiàn)關(guān)鍵基因

藍(lán)星睡蓮受訪者供圖

科技日報訊 （記者謝開飛 通訊員曹佳奕 陳旻）出自法國莫奈筆下的世界名畫《睡蓮》，令人們印象深刻。然而，睡蓮為什么會散發(fā)出迷人的香味？其賞心悅目的花色類型又是如何形成的？其背后分子機制仍不清楚。

福建農(nóng)林大學(xué)宣布，國際頂級學(xué)術(shù)刊物《自然》在線發(fā)表該校張亮生教授團隊的研究成果“睡蓮基因組和早期開花植物進化”。該研究在世界上首次解析了睡蓮基因組，并發(fā)現(xiàn)了調(diào)控睡蓮花色花香合成的關(guān)鍵基因。

開花植物又叫被子植物，其中睡蓮是被子植物起源和進化過程中重要節(jié)點；花色花香是園藝植物非常重要的性狀，了解背后的分子機制是分子遺傳育種的第一步。人稱“植物小白鼠”的擬南芥和水稻幾乎沒有花色花香，故無法展開相關(guān)研究，而睡蓮因花色繁多、花香濃烈，已被開發(fā)成為睡蓮茶和香水等產(chǎn)品，具有重要的經(jīng)濟和文化價值，是理想的花色花香研究材料。

通過比較自然變異的白色花瓣藍(lán)星睡蓮與藍(lán)色花瓣的轉(zhuǎn)錄組，張亮生團隊發(fā)現(xiàn)藍(lán)色花瓣合成途徑中的兩個重要基因。“有了基因組，就能根據(jù)同源物種比較分析，從模式植物中已經(jīng)知道的花色花香合成途徑基因，來預(yù)測睡蓮的花色花香合成基因。由于睡蓮與模式植物中的花色花香成分有異同，這種異同是如何導(dǎo)致的，需要用不同手段分析獲得背后的基因差異，也就是找到‘調(diào)控開關(guān)’。”張亮生說。

張亮生舉例說，如藍(lán)星睡蓮藍(lán)色花瓣是很多物種沒有的，一旦知道藍(lán)色與白色花瓣的“調(diào)控開關(guān)”，就可以為分子遺傳育種培育藍(lán)色花瓣提供目標(biāo)基因。該研究在睡蓮基因組及花色花香等重要觀賞性狀分子機制方面取得的新突破，對我國觀賞園藝領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究具有重要的推動作用，為其他園藝作物復(fù)雜基因組解析提供了借鑒。