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休闲所槭树创新团队在元宝枫研究方面取得重要进展

元宝枫(Acer truncatum)又名元宝槭,是我国特有的多功能木本油料树种,属于大乔木,抗性强,具有耐旱、耐盐碱、耐贫瘠的生物学特性,可作为我国干旱及盐碱地区优良的抗逆林木新资源,目前全国种植面积约200万亩左右。该树种集观赏、油用、药用等特性为一体,其种油中含有的不饱和脂肪酸达90%以上,且含稀有物质神经酸达6%,能有效防治脑中风后遗症、老年痴呆等脑类疾病,此外种皮中含有缩合类单宁,叶片中黄酮(高达7.26%)、绿原酸(高达7.26%)等多种维生素和矿物质元素。籽油已于2011年被国家卫生部批准为新资源食品。

休闲所槭树创新团队多年来从事元宝枫的资源收集与评价、新品种选育、丰产栽培技术研发及稀有物质神经酸合成机理解析等研究,近几年在元宝枫神经酸合成代谢机理和分子标记开发等方面取得重要研究进展,在国际知名学术期刊连续发表3篇高质量研究论文。其中于2020年在国际上首次成功解析元宝枫全基因组序列图谱,明确了元宝枫的进化地位;同时以元宝枫6个不同种子发育时期种子为实验材料,借助转录组测序、细胞学透射电镜等技术明确了元宝枫种子油脂的发育动态及油脂积累规律;成功筛选获得调控神经酸合成的关键候选基因。相关研究结果以“The Acer truncatum genome provides insights into nervonic acid biosynthesis”发表在《The Plant Journal》(国际TOP期刊,中科院1区,IF:7.091)。

近日,团队以元宝枫种子发育的关键时期(花后85天和115天)为基础,利用多组学技术系统的解析了元宝枫油脂合成的代谢通路及调控神经酸、油酸和亚油酸合成的关键基因(KCS、FAD等)及其翻译调控规律,获得了调控油脂代谢通路关键限速酶的调控转录因子,研究成果既为后期元宝枫神经酸合成的分子调控机制奠定了基础,也为神经酸的分子辅助育种提供了理论依据。相关研究结果以“Ribosome footprint profling enables elucidating the systemic regulation of fatty acid accumulation in Acer truncatum”发表在《BMC Biology》(JCR 1区,IF:7.364)。

线粒体作为重要的细胞器,在植物细胞的代谢、能量产生、光合作用及细胞凋亡起到重要作用,槭树团队以元宝枫为材料,在国际上也首次解析了元宝枫的线粒体基因组,公布了线粒体的基因编码成分、重复序列特征、可变剪切规律及历史进化地位,此外还开发了插入或缺失分子标记。该研究为解析元宝枫的质体细胞器特征及进化地位提供了新见解。相关研究以“Assembly and comparative analysis of the first complete mitochondrial genome of Acer truncatum Bunge: a woody oil-tree species producing nervonic acid”为题发表于《BMC Plant Biology》(JCR 1区,IF:5.26)。

以上相继发表的3篇研究论文,团队成员马秋月副研究员均为第一作者,团队首席李倩中研究员为通讯作者,江苏省农业科学院休闲农业研究所为第一完成单位。研究工作得到了十四五国家重点研发专项、国家自然科学基金、江苏省青年基金(面上)、江苏省农业科技自主创新资金等项目的资助。



相关论文链接如下:

论文链接1:https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32772482/

论文链接2:https://bmcbiol.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12915-023-01564-8

论文链接3:https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35026989/