Hortic Res | 四川大学胡泉军团队揭示十字花科观赏植物香雪球的驯化历史与花色起源

kibcat 2025-03-13

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香雪球（Lobularia maritima），因其迷人的花香和多彩的花色，是十字花科中的一种重要观赏植物。野生香雪球通常只有白花，而现今的栽培品种则具有丰富多样的花色，这些花色的形成及其背后的遗传机制，长期以来尚未得到深入研究。

2025年第4期，Horticulture Research上线了（Advance Access）四川大学生命科学学院胡泉军课题组与兰州大学刘建全课题组、西班牙巴塞罗那植物研究所的Jordi López-Pujol课题组题为 Domestication history and genetic changes for the newly evolved flower color in the ornamental plant Lobularia maritima (Brassicaceae) 的论文，该研究利用高质量参考基因组和群体遗传学分析，首次揭示了香雪球花色演变的遗传基础及其驯化历史，为未来的育种研究提供了重要指导。

在这项研究中，团队首先构建了高质量的香雪球染色体级别基因组（总长度为284.31 Mb），相比于以往版本显著提升了连续性和完整性（图1）。基于这一参考基因组，研究团队对来自地中海地区的野生群体和栽培品种进行了全基因组重测序分析。结果表明，所有栽培品种均起源于突尼斯地区的一次性驯化事件，其他的野生群体并未参与当前栽培品种的驯化。进一步的分析表明，紫花栽培品种约在700年前形成，可能与中世纪园艺活动的兴起密切相关。

图1 香雪球的基因组特征与花色性状

研究的一个重要亮点是通过基因组，转录组，群体间分化分析和全基因组关联分析，揭示了紫花花色形成的遗传机制。团队发现调节花青素合成途径中的一个关键转录因子PAP1是控制紫花花色形成的核心基因（图2）。白、紫花群体中不同的PAP1单倍型对其靶基因（如CHS和DFR）的调控能力存在显著差异，进一步导致了花青素的合成和积累的差异，从而表现出不同的花色。这一发现不仅为香雪球花色驯化提供了分子水平的证据，也为观赏植物育种提供了理论依据。本研究成果不仅深化了对观赏植物驯化与进化的理解，也为未来引入野生种群基因资源、选育优质新品种提供了重要线索。

图2 多种分析方法确定了控制香雪球紫花性状的关键基因

四川大学生命科学学院博士生杨文杰为论文第一作者，西班牙巴塞罗那植物研究所研究员Jordi López-Pujol，兰州大学刘建全教授和四川大学生命科学学院胡泉军副教授担任通讯作者。刘梦、冯兰迪、焦鹏飞，江洁蓓和黄莉共同参与了本项工作。本研究得到了国家自然科学基金项目（32171606）的资助。同时，我们深切缅怀和感激已故的席祯翔教授，他的指导和支持对本研究的开展起到了不可替代的作用。