福建农林大学在全世界首次破译菠萝基因组(图)

11月2日，国际学术权威刊物《自然 遗传学》（Nature Genetics）在线发表了福建农林大学基因组与生物技术研究中心明瑞光教授团队的研究论文“菠萝基因组与景天酸代谢光合作用的演化（The pineapple genome and the evolution of CAM photosynthesis）”，福建农林大学为该论文的第一作者单位和第一通讯作者单位。该研究在全世界首次破译菠萝基因组，标志着农大在菠萝基因组和景天酸代谢光合作用研究方面处于国际领先水平。

【背景资料】

该研究由福建农林大学牵头，联合台湾大学、中国科学院、美国依利诺依大学香槟校区等17个研究机构共同完成。菠萝使用一种独特的光合作用途径，称为“景天酸代谢”(CAM)，是一种利用昼夜节律的碳固定方法。该项研究在全世界首次鉴定出菠萝基因组中所有参与景天酸代谢途径的基因，首次阐明了景天酸光合作用基因是通过改变调控序列演化而来，并且受昼夜节律基因的调控，是光合作用功能演化研究的重大突破，首次证明了转座子是造成菠萝基因组不稳定的主要因素，而且还首次证明了菠萝基因组可作为所有单子叶植物的参考基因组。该研究成果对包括禾本科粮食作物在内的大量单子叶植物的功能研究和产业发展具有重要的参考意义，对全球菠萝的遗传改良具有里程碑贡献，对我国乃至全球农业的基础研究具有重要意义。

菠萝是全球仅次于香蕉的最主要热带水果，有85个国家生产，种植面积100多万公顷，新鲜菠萝的年产值达86亿美元。闽台地区是我国热带水果产区，福建省闽南地区是全国菠萝的重要产区，菠萝也是闽台农业示范园的主产水果，被称为“小金砖”的台湾凤梨酥就是由菠萝生产而得，产值超过260亿新台币。由于受自交不亲和与高杂合度的限制，菠萝品种很难改良，产业发展极其缓慢。本研究成果为改善许多重要的菠萝性状提供了有价值的遗传资源，将极大促进菠萝品种改良和产业发展，对台湾该产业的发展也具有重要意义，将产生重大的经济和社会价值。

该研究成果系我国鲜有以高校自主基因组平台发布的高水平研究成果。该研究成果的发布，也是福建农林大学基因组研究在国际领域的又一重大突破。基因组与生物技术研究中心是福建农林大学海峡联合研究院四大高水平科技创新平台之一，近年来，海峡联合研究的广大教师和科研人员纷纷发表高水平研究论文，科技创新成果不断涌现，这是福建农林大学大力实施人才强校战略的结果，也是农大全面推进高水平大学建设，创新能力不断增强、内涵质量持续提升的重要体现。

参与该研究项目的还有农大生物技术研究中心的唐海宝（共同第一作者）、张积森、黄鲤娴、张令茂、缪文静、张健、叶章尧、林志聪、秦源、王凯、陈立余等研究人员，以及苗晨勇、廖振阳、方静平、刘娟、张晓丹、张清、胡伟长等研究生。

据悉，《自然 遗传学》是英国《自然》系列杂志之一，发表国际遗传学研究的最新发现和重大成果，是全世界最顶级权威学术刊物之一，影响因子为29.352。

Figure　1. Twenty-five pineapple chromosomes organized into pairs of pairs following two whole genome duplication (WGD) events.（菠萝25条染色体的两次全基因组复制的图示）

Figure　2. Evolution of the CAM pathway in pineapple.（菠萝景天酸途径的演化）