发布时间:2018-09-21 18:10 原文链接: “两件事”,让猕猴桃变成“维C大王”

  弥猴桃经历两次同源四倍体事件,每个细胞中的染色体组和所有基因加倍。(论文作者供图)


  中国科学家发现,猕猴桃在进化过程中发生过两次同源四倍体事件,这让猕猴桃的一些关键功能基因得以大幅扩张拷贝数,其中就包括合成维生素C的基因。这或许揭示了“维C大王”背后的秘密。相关研究结果于9月20日发表在细胞出版社最新创建的综合性学术期刊《iScience》上。

  “了解猕猴桃的基因家族和产生维生素C的通路,有助于人为调控它们的基因拷贝数,以培育出营养价值更高的猕猴桃。”领衔这项研究的华北理工大学教授王希胤告诉《中国科学报》记者。

  该团队将猕猴桃的基因组与另外两种植物——葡萄和咖啡进行了比较。其中葡萄也是富含维生素C的水果,而咖啡显然不是。“它们的基因组都比猕猴桃简单,我们可以用它们作为参考来理解猕猴桃。”王希胤说。

  通过比较基因组学分析,研究人员揭示了不同基因组及每个基因组之间的共线性基因。植物的共线性基因有助于揭示古代的植物多倍化,也就是全基因组加倍现象。他们发现,在葡萄或咖啡中的一个染色体区域,通常在猕猴桃中会有四个对应的区域,证明猕猴桃曾经发生过两轮全基因组加倍事件,进一步研究确定两个事件分别发生在5000~5700万年和1800~2000万年前。

  植物基因组加倍后,会产生两套重复基因组,常常发生基因丢失。在玉米等物种中,有一套基因组特别具有优势,另外一套则没有。但猕猴桃的情况不同,这两套重复的基因组无论是在基因丢失或保留还是在基因表达上没有显示出任何优势差异。科研人员由此判断猕猴桃的基因组加倍是属于同源加倍,而不是像玉米一样的异源加倍。

  据王希胤介绍,在完成测序的200多种植物中,只有猕猴桃发生了两次连续的同源四倍体事件,而且进化分析表明这两个事件可能为所有弥猴桃科植物所共有。他说:“目前猕猴桃是人类已知唯一一种发生两次同源加倍事件的植物,因此它非常独特。”

  “多一份拷贝,对基因调控路径来说是一种加强。”王希胤表示。研究人员明确了猕猴桃每一次加倍事件后产生的基因拷贝数变化,发现猕猴桃体内合成维生素C的基因拷贝数在这两次加倍事件中大幅增加。因此,他们推论猕猴桃的两次同源四倍体事件,有助于其维生素C的超量合成。

  未参与这项研究的中科院植物研究所研究员焦远年表示,多倍化事件造成植物基因组发生加倍,而后又会重新整合,其过程非常复杂。因此,确定植物在古老时期发生的多倍化事件相当困难。“此次研究从重建祖先基因组入手,证明了猕猴桃进化史中发生的两次多倍化是同源四倍体事件,而不是异源的,明确了猕猴桃的进化过程,这是最大亮点。”他说。

相关文章

维生素C缺乏导致肾损伤的遗传调控机制被破译

科技日报讯(记者陆成宽)记者近日获悉,中国科学院北京基因组研究所(国家生物信息中心)研究人员的最新研究揭示了维生素C缺乏小鼠肾损伤的表观遗传调控机制,提供了维生素C缺乏导致急性肾小管坏死和细胞类型特异......

“致富果”里饱含“科技味”

奋斗百年路启航新征程·巩固拓展脱贫攻坚成果“‘花小莓’的维生素C和β-胡萝卜素两项营养成分,含量已远超普通草莓的平均值……”12月12日,在贵州省贵阳市花溪区第二届花小莓采摘季开幕式上,贵州省分析测试......

“致富果”里饱含“科技味”

奋斗百年路启航新征程·巩固拓展脱贫攻坚成果“‘花小莓’的维生素C和β-胡萝卜素两项营养成分,含量已远超普通草莓的平均值……”12月12日,在贵州省贵阳市花溪区第二届花小莓采摘季开幕式上,贵州省分析测试......

如何在猕猴桃成熟期间提高乙烯产生及其中间体含量

2021年6月16日,NewPhytologist在线发表了浙江大学农业与生物技术学院殷学仁教授课题组题为“Anethylene-hypersensitivemethioninesulfoxidere......

猕猴桃抗寒性调控分子机制获揭示

近日,中国农业科学院郑州果树研究所猕猴桃资源与育种团队揭示了猕猴桃AaBAM3.1基因与AaCBF4互作调控猕猴桃抗寒性的分子机制。该研究为猕猴桃抗寒研究提供了新线索。相关研究成果发表于《园艺研究》。......

南京农大研究揭示小白菜维生素C等营养物质的代谢机制

不结球白菜俗称青菜、小白菜,栽培面积由2005年的800万亩上升到现在的2100万亩左右,已成为第三大蔬菜作物。近日,南京农业大学园艺学院教授侯喜林团队在《园艺研究》在线发表研究论文。该团队经过十多年......

为什么VC不能增强免疫系统来对抗新型冠状病毒

患普通感冒时,许多人喝橙汁、服用维生素C补充剂,试图"增强"自己的免疫系统。但维生素C补充剂并不能抵御大多数人的普通感冒,而且更少的证据表明,维生素C补充剂能增强人体对SARS-C......

Science子刊证明高剂量维生素C可以增强癌症免疫治疗!

意大利多家机构的研究小组发现,给癌变小鼠高剂量的维生素C(抗坏血酸)可以增强免疫治疗,从而减缓或停止肿瘤的生长。在他们发表在《ScienceTranslationalMedicine》杂志上的论文中,......

中南医院彭志勇团队开展大剂量VC治疗新冠肺炎临床试验

2月13日,健康时报记者从武汉大学中南医院重症医学科主任彭志勇教授处获悉,其所在团队正在进行大剂量维生素C(VC)治疗新冠肺炎临床试验,近日已在美国临床试验Clnicaltrials.gov网站上登记......

拒绝捧杀!维生素C不能保健美白、包治百病

维生素C是我们保持健康必不可少的营养素。从身体所需到美白保健,维生素C的功能也被传的越发“强大”。因具有抗氧化功效,维生素C在美白方面被寄予厚望;日常生活中我们也常常认为口腔溃疡、牙龈出血是缺乏维生素......