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科研進(jìn)展
茶油為何享有“東方橄欖油”之美譽(yù):昆明植物所在普通油茶轉(zhuǎn)錄組學(xué)研究取得新進(jìn)展 文章來源:種質(zhì)資源庫 | 發(fā)布時(shí)間:2014-08-25 | 作者:夏恩華 | 瀏覽次數(shù): | 【打印】 【關(guān)閉】 普通油茶(Camellia oleifera),又稱白花油茶,隸屬于山茶科(Theaceae)山茶屬(Camellia)之油茶組(Sect. Oleifera)植物,是原產(chǎn)我國南方的重要木本油料樹種,在中國有長達(dá)2000~3000年的栽培歷史,與油棕、油橄欖和椰子齊名為世界四大木本油料植物。為了保障我國糧油安全的木本化,油茶產(chǎn)業(yè)的發(fā)展近年來受到國家和各級政府前所未有的重視。其種子的脂肪油稱為茶油,自古為“皇宮御膳”用油,由于富含不飽和脂肪酸而作為一種具有重要保健功能的優(yōu)質(zhì)食用油一直受世界人民的青睞,素有“東方橄欖油”之美譽(yù)。 中國科學(xué)院昆明植物研究所國家大科學(xué)裝置中國西南野生生物種質(zhì)資源庫植物種質(zhì)資源與基因組學(xué)中心高立志課題組對普通油茶轉(zhuǎn)錄組學(xué)及其油脂代謝途徑進(jìn)行了研究。采用新一代高通量 454 GS-FLX 測序技術(shù),率先對普通油茶的轉(zhuǎn)錄組進(jìn)行了大規(guī)模平行測序,通過拼接和注釋,首次獲得了油茶高質(zhì)量的轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù),大大地填補(bǔ)了 NCBI 公共數(shù)據(jù)庫中的空白。通過分析,在油茶轉(zhuǎn)錄組中成功地鑒定出了 2,345 個(gè) SSRs、20,250 個(gè)高質(zhì)量的 SNPs 和 16,906 個(gè) InDels,為加快油茶種質(zhì)資源的發(fā)掘利用研究奠定了基礎(chǔ);與已經(jīng)發(fā)表的小葉茶開展比較轉(zhuǎn)錄組學(xué)分析發(fā)現(xiàn),兩者之間共存在 3,022 個(gè)直系同源基因?qū)?,它們大部分?/span>~93%)受到純化選擇(Ka/Ks < 1), 但令人驚異地檢測到 211 個(gè)基因?qū)κ艿搅诉_(dá)爾文正選擇(Ka/Ks > 1),其中 38 對受到了強(qiáng)烈的正選擇作用;解析了油茶脂肪酸代謝、甘油三酯代謝等油脂代謝途徑,挖掘了參與的重要功能基因,揭示了油茶在油脂代謝過程中的調(diào)控方式。值得一提的是,通過與其它 21 種油料植物油酰磷脂酰膽堿去飽和酶編碼基因(FAD2)比較分析發(fā)現(xiàn):普通油茶的 FAD2 基因與油橄欖最為接近,離油桐最遠(yuǎn),暗示著油茶與油橄欖的 FAD2 基因之間可能存在著平行進(jìn)化的關(guān)系,使得它們具有相似的功能與結(jié)構(gòu),從而導(dǎo)致產(chǎn)生相似的脂肪酸含量和比例,最終形成了相似的油脂品質(zhì)。取得的結(jié)果為油茶享有“東方橄欖油”之美譽(yù)提供了比較轉(zhuǎn)錄組學(xué)證據(jù),為將來進(jìn)一步開展普通油茶的比較功能基因組學(xué)研究與分子育種奠定了重要基礎(chǔ)。 上述研究結(jié)果以“Transcriptome analysis of the oil-rich tea plant, Camellia oleifera, reveals candidate genes related to lipid metabolism”為題發(fā)表在 PLoS ONE 上(http://www.plosone.org/article/info%3Adoi%2F10.1371%2Fjournal.pone.0104150)。 用于研究的四個(gè)普通油茶組織 (A)芽 (B)葉 (C)花苞 (D)花 普通油茶脂肪酸代謝途徑 20 種油料植物 FAD2 基因的進(jìn)化分析 (a) 三個(gè)油茶FAD2 基因比對結(jié)果。實(shí)線表示保守的氨基酸殘基,帶顏色的填充框表示H-盒 (紅色:HECGH;藍(lán)色:HRRHH;綠色:HVAHH),位置坐標(biāo)以浙江紅花油茶 FAD2 基因(AGH32914)為標(biāo)準(zhǔn)。 (b) 20 種油料作物 FAD2 基因的進(jìn)化分析。I-V 代表 20 種油料植物 FAD2 基因被分為五個(gè)類別,星號(*)表示本研究所預(yù)測得到的普通油茶 FAD2 基因。
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