我校段寶忠教授團(tuán)隊(duì)在紫皮石斛基因組領(lǐng)域取得重要突破

近日，我校段寶忠教授在紫皮石斛研究領(lǐng)域取得重要突破。團(tuán)隊(duì)在國際知名期刊《Plant Biotechnology Journal》（中科院1區(qū)，IF="11.2）發(fā)表了題為Resolving" floral development dynamics using genome and single-cell temporal transcriptome of Dendrobium devonianum的研究論文。該研究首次構(gòu)建了紫皮石斛染色體級(jí)別高質(zhì)量基因組和單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組圖譜，系統(tǒng)解析了其花發(fā)育和花色形成的分子機(jī)制，為石斛屬植物的進(jìn)化研究和分子育種提供了重要理論基礎(chǔ)。

研究團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性地整合了基因組學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)、單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組學(xué)和質(zhì)譜成像等前沿技術(shù)。通過多組學(xué)聯(lián)合分析，揭示了紫皮石斛花發(fā)育遵循ABCDE模型的分子規(guī)律，研究發(fā)現(xiàn)唇瓣黃色斑點(diǎn)的形成主要與類胡蘿卜素生物合成基因密切相關(guān)，而紫色部分則由花青素生物合成基因主導(dǎo)調(diào)控，這些基因主要在表皮細(xì)胞和維管細(xì)胞中高表達(dá)。此外，研究還成功鑒定了調(diào)控唇瓣邊緣流蘇結(jié)構(gòu)形成的候選關(guān)鍵基因和轉(zhuǎn)錄因子，為解析紫皮石斛獨(dú)特花型的分子基礎(chǔ)提供了新視角。

該研究填補(bǔ)了紫皮石斛基因組研究的空白，為紫皮石斛花發(fā)育和花色形成分子機(jī)制，更為紫皮石斛的分子設(shè)計(jì)育種奠定了重要基礎(chǔ)。研究團(tuán)隊(duì)表示，未來將基于這些發(fā)現(xiàn)，運(yùn)用基因編輯和分子標(biāo)記輔助育種技術(shù)，定向改良紫皮石斛的莖粗、花色、花型等重要農(nóng)藝性狀，培育更具藥用價(jià)值的新品種，這項(xiàng)研究為其他蘭科植物的分子育種提供了可借鑒的研究范式，對(duì)推動(dòng)我國特色藥用植物資源的開發(fā)利用具有重要意義。

博士生王婧為該論文的第一作者，該研究由我校段寶忠教授與東北林業(yè)大學(xué)徐志超教授、中國人民解放軍疾病預(yù)防控制中心李鵬研究員團(tuán)隊(duì)合作完成。研究得到了云南省院士工作站（202205AF150026）和云南省生物醫(yī)藥科技重大專項(xiàng)項(xiàng)目（202302AA310029）的支持。

作者: 劉穎琳