新研究發現了西蘭花中能增強其抗癌化合物的關鍵基因
對西蘭花進行的全面基因組分析揭示了產生葡萄糖苷酸鹽(GSLs)的基因基礎,以其抗癌等健康優勢而聞名。研究人員建構了高品質的染色體級基因組,並精確定位了負責GSL 合成的重要基因。這項研究為後續的基因研究和種植營養成分更高的蕓薹屬作物提供了寶貴的知識,為提高這些常吃蔬菜的健康益處創造了條件。
一項全面的基因組研究繪製出了西蘭花產生葡萄糖苷酸(GSL)的基因藍圖,突出了像MAM1 這樣的關鍵基因,這些基因增強了西蘭花的抗癌特性。這些見解對於培育營養價值較高的西蘭花和相關蕓薹屬作物至關重要,可為健康帶來顯著益處。
西蘭花因其對健康的益處而聞名,這主要是由於它含有豐富的葡萄糖苷酸(GSL),具有抗癌和抗氧化特性。儘管對芸薹屬植物進行了廣泛研究,但GSL 多樣性的遺傳基礎仍不清楚。了解這些機制對於提高西蘭花及相關作物的營養價值至關重要。先前的研究已經確定了各種GSL 結構,但具體基因及其在GSL 生物合成中的作用仍需要進一步探索。填補這些空白對於開發具有更多健康益處的基因改良芸薹屬作物至關重要。
中國湖南農業大學的研究人員最近在《園藝研究》(Horticulture Research)雜誌上發表了一項研究,介紹了西蘭花的染色體級基因組組裝。這項研究利用先進的定序技術對GSL 的生物合成進行了詳細分析。
研究利用先進的PacBio HiFi讀取和Hi-C技術成功組裝了高品質的西蘭花染色體組尺度基因組,實現了613.79 Mb的總基因組大小和14.70 Mb的等位基因N50。透過這詳細的基因組圖譜,確定了參與GSL 生物合成的關鍵基因,包括關鍵的甲硫基烷基丙二酸合成酶1(MAM1)基因。
B. oleraceavar.italicaPlenck(Bop04-28-6,西蘭花)的基因組。 A顯示成熟期西蘭花主要特徵的影像。 BIllumina 讀取的17-mer 光譜。 C組裝好的Bop04-28-6 基因組的Hi-C 交互作用熱圖。右側色條代表Hi-C 交互作用的密度,以1-Mb 解析度的連結數表示。 DBop04-28-6 和其他物種基因組特徵的環形圖。來源:園藝研究
研究表明,在西蘭花中過度表現BoMAM1會顯著增加C4-GSL的積累,突顯了它在GSL生物合成中的重要作用。此外,該研究還揭示了導致不同蕓薹屬物種之間GSL 特徵多樣性的演化機制。這些發現使人們對影響GSL 生成的遺傳因素有了全面的了解,這對未來的遺傳研究和開發營養價值更高的蕓薹屬作物至關重要。
研究的通訊作者王俊偉博士說:”我們的研究結果讓我們全面了解了影響西蘭花中GSL生物合成的遺傳因素。這些知識對於未來遺傳改良和提高蕓薹屬作物的營養價值至關重要。”
這項基因組研究為旨在提高西蘭花和其他芸薹屬作物營養成分的分子育種計畫提供了寶貴的資源。透過了解GSL 生物合成的遺傳基礎,研究人員可以開發出具有更多健康益處的品種,為改善人類健康和營養做出貢獻。
編譯自/ ScitechDaily