中國主栽食用玫瑰起源複雜?科學家提出新假說
記者17日從(cong) 中國科學院昆明植物研究所獲悉,該所植物分子遺傳(chuan) 與(yu) 適應研究組收集了16個(ge) 國內(nei) 主栽食用玫瑰品係,構建了迄今為(wei) 止涵蓋薔薇屬所有主要分類群且最穩定的質體(ti) 基因組係統樹,並提出中國主栽食用玫瑰的“複雜網狀起源”假說。
玫瑰兼具園林觀賞和藥食兩(liang) 用等功能,為(wei) “四大切花”之首。中國具有悠久的玫瑰利用曆史,早在漢代就有了玫瑰應用的文字記載,至唐宋年間已育成連續開花的玫瑰品種,元明時期荼薇玫瑰被用於(yu) 釀酒行業(ye) ,而雲(yun) 南人在明清時期已將玫瑰用於(yu) 茶飲、玫瑰醬、玫瑰餅等製作。改革開放以來,中國食用玫瑰產(chan) 業(ye) 蓬勃發展,形成了山東(dong) 、甘肅、雲(yun) 南等多個(ge) 食用玫瑰主產(chan) 區;雲(yun) 南已形成以“鮮花餅”為(wei) 主的食用玫瑰產(chan) 業(ye) ,2017年鮮花餅產(chan) 值已超20億(yi) 元,並擁有約6萬(wan) 畝(mu) 的種植規模。
據悉,中國主栽食用玫瑰主要有重瓣紅玫瑰、紫枝玫瑰、豐(feng) 花玫瑰、墨紅玫瑰、滇紅玫瑰、八街玫瑰、苦水玫瑰、荼薇玫瑰、金邊玫瑰、‘大馬士革’和千葉玫瑰等。2010年3月9日國家食品安全標準與(yu) 監測評估司明確規定重瓣紅玫瑰可作為(wei) 普通食品資源進行生產(chan) 經營。然而,各地食用玫瑰品種形態各異,多數與(yu) 野生玫瑰及重瓣紅玫瑰的關(guan) 係不清,起源模糊,在很大程度上限製了食用玫瑰產(chan) 業(ye) 的規範發展,造成潛在食品安全風險,且不利於(yu) 品種改良。同時,除山東(dong) 主產(chan) 的平陰玫瑰外,多不具自主品種權,且幾乎不具連續開花習(xi) 性,嚴(yan) 重影響了中國食用玫瑰產(chan) 業(ye) 的可持續發展。
中國科學院昆明植物研究所“植物分子遺傳(chuan) 與(yu) 適應”研究組圍繞植物開花習(xi) 性及植物與(yu) 環境互作模式的多樣性、機理與(yu) 演化開展工作。前期課題組構建了無刺光葉薔薇染色體(ti) 水平高質量基因組,解析了月季皮刺的遺傳(chuan) 調控機製,提出了發育早期的皮刺具儲(chu) 水功能的假設,為(wei) 月季生物學研究和新種質的培育奠定了基礎。針對中國主栽食用玫瑰種質的遺傳(chuan) 關(guan) 係不清且缺乏自主優(you) 良品種的問題,課題組收集了16個(ge) 國內(nei) 主栽食用玫瑰品係,通過葉綠體(ti) 基因組重建和將核糖體(ti) rDNA基因區的ITS1/2序列進行分型等方法,構建了迄今為(wei) 止涵蓋薔薇屬所有主要分類群且最穩定的質體(ti) 基因組係統樹,追溯了中國食用玫瑰種質間的遺傳(chuan) 關(guan) 係及其可能野生近緣種。
研究結果表明,可能有6個(ge) 野生種作為(wei) 母本參與(yu) 了中國主栽食用玫瑰種質的形成。麝香薔薇為(wei) 四倍體(ti) 品種千葉玫瑰、‘大馬士革’、若水茗和三倍體(ti) 品種金邊玫瑰的共同母係祖先;雲(yun) 南本土品種YN01、YN02和商水玫瑰、定陶玫瑰均為(wei) 四倍體(ti) ,與(yu) 中國古老月季月月粉擁有共同的母本祖先——單瓣月季花。墨紅玫瑰與(yu) 具有相同葉綠體(ti) 基因組序列的花蝴蝶或腺萼香水月季共享母本祖先。荼薇玫瑰的母本祖先為(wei) 法國薔薇。重瓣紅玫瑰、紫枝玫瑰、豐(feng) 花玫瑰、妙峰山玫瑰和果玫瑰的共同母本野生祖先為(wei) 中國原產(chan) 的野生玫瑰。苦水玫瑰的母本祖先與(yu) 其他食用玫瑰均不同,自成一係。
基於(yu) 核糖體(ti) rDNA區ITS1/2的精細分型研究發現,至少9個(ge) 野生種參與(yu) 了現有主栽食用玫瑰品種的形成,野生玫瑰、‘大馬士革’和法國薔薇是參與(yu) 多個(ge) 食用玫瑰品種形成的主要貢獻者。野生玫瑰參與(yu) 了所有的二倍體(ti) 食用玫瑰品種和荼薇玫瑰的形成,而其它與(yu) ‘大馬士革’相關(guan) 的品種沒有發現野生玫瑰的ITS貢獻。結合葉綠體(ti) 基因組和ITS分型方法,團隊提出了中國食用玫瑰種質複雜的網狀起源模型。
團隊還發現,現有主栽種質中僅(jin) 金邊玫瑰和墨紅玫瑰具連續開花習(xi) 性,YN01、YN02、商水玫瑰、定陶玫瑰和紫枝玫瑰具有偶爾二次開花現象,其他種類均為(wei) 一次開花品種。現有可連續開花或偶爾二次開花的食用玫瑰品種均與(yu) 連續開花的中國古老月季有關(guan) 。該研究將為(wei) 食用玫瑰種質的安全評估、選擇利用、品種改良等提供了重要的基礎數據。團隊使用二代數據成功組裝樣本ITS序列單倍型的方法,也將為(wei) ITS序列在親(qin) 本溯源、係統進化等方麵的正確應用提供重要技術支持,相關(guan) 技術已申請專(zhuan) 利。
研究成果在線發表於(yu) 園藝學頂級期刊Horticulture Research上。(記者胡遠航)
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