华大基因Nature Genetics发表胡萝卜基因组

　　

生物通报道：本周一，来自美国威斯康星大学麦迪逊分校、美国农业部和华大基因等处的科学家，公布了胡萝卜中产生类胡萝卜素的基因，类胡萝卜素是维生素A、以及使一些水果蔬菜呈现明亮橙色或红色的色素的一个重要来源。

这个明星基因被毫无诗意地命名为DCAR_032551，出现在第一个完整的胡萝卜基因组解码中，发表在5月9日的《Nature Genetics》上。这项研究指出：“维生素A缺乏症，是全球的一个卫生挑战。丰富的类胡萝卜素，使胡萝卜成为人类饮食中维生素A的一个重要来源。”

类胡萝卜素首次在胡萝卜中被发现 (因此得名)，但在新统计的32115个蔬菜基因中，哪个基因主要负责它的形成，仍然是一个谜。

胡萝卜现在归入了大约十几种蔬菜的一个小组——包括土豆、黄瓜、番茄和和辣椒，它们的基因组已经测序完成。研究人员说，一旦揭开胡萝卜的遗传学秘密，我们就能很容易地提高其他物种的抗病力和营养价值。在发现控制类胡萝卜素积累的机制后，我们也许可以通过基因编辑，将其导入其他主要根菜类蔬菜中，如木薯，原产于南美洲，广泛种植于非洲。

本文资深作者、威斯康星-学麦迪逊分校的Philipp Simon教授指出：“这些结果将在胡萝卜和其他作物中加快生物学发现，以及作物改良。”

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菠菜和豌豆等蔬菜的生长强劲，但是当谈到促进健康的效用时，它们很难比得上胡萝卜。胡萝卜富含β-胡萝卜素，身体可以将这种天然的化学物质，转化成维生素A。橙色的颜色越深，β-胡萝卜素就越多。维生素A对于正常生长和发育、免疫系统的正常运行以及视力，都是至关重要的。

类胡萝卜素也是抗氧化剂，被认为能够通过中和某些所谓的“自由基”，预防心脏病和一些形式的癌症，自由基是单个氧原子，能破坏细胞。Simon告诉法新社：“这些化合物可以预防疾病。”有趣的是，胡萝卜——与许多其他植物一起，具有比人类高出20%的基因。

通过回顾植物的谱系图，科学家已经能够确定，在大约1.13亿年前胡萝卜与葡萄进化枝分开，在之后大约1000万年，与猕猴桃进化枝分离，当时恐龙还在地球上称霸。最初是白色，胡萝卜的野生祖先可能来自于中亚。在过去的40年里，胡萝卜的全球作物产量翻了两番，今天在世界各地被广泛食用。目前，在国际市场上还没有转基因胡萝卜。

自今年以来，已经发布了几种植物的基因组。1月份，由全国兰科植物种质资源保护中心、深圳市兰科植物保护研究中心刘仲健教授领导的国际科研团队成功绘制出药用铁皮石斛高质量全基因组基因图谱，在药用开发研究方面取得成果，1月12日《自然》子刊《科学报告》公开刊发这一世界兰科植物基因组学研究的重要成果（铁皮石斛全基因组图谱绘就）。

1月27日在《Nature》杂志上发表的一项研究中，一个欧洲团队——包括来自美国能源部联合基因组研究所（DOE JGI）的研究人员，测定了一种海草（大叶藻，Zostera marina）的基因组序列（Nature首次发布海洋被子植物基因组草图）。

2月，来自美国乔治亚大学、华大基因研究院的研究人员，与参与国际花生基因组计划（International Peanut Genome Initiative）的多个研究机构一起，证实了来自玻利维亚的一种野生植物是栽培花生品种史前起源的一个“活文物”（ 华大基因Nature Genetics发表基因组研究新成果）。

3月，一个伊比利亚美洲科学家团队，破解了中美洲普通菜豆（Phaseolus vulgaris）的基因组。这项研究结果发表在最新一期的《Genome Biology》杂志（Genome Biology发布菜豆基因组测序结果）。

（生物通：王英）

生物通推荐原文摘要：
A high-quality carrot genome assembly provides new insights into carotenoid accumulation and asterid genome evolution
Abstract: We report a high-quality chromosome-scale assembly and analysis of the carrot (Daucus carota) genome, the first sequenced genome to include a comparative evolutionary analysis among members of the euasterid II clade. We characterized two new polyploidization events, both occurring after the divergence of carrot from members of the Asterales order, clarifying the evolutionary scenario before and after radiation of the two main asterid clades. Large- and small-scale lineage-specific duplications have contributed to the expansion of gene families, including those with roles in flowering time, defense response, flavor, and pigment accumulation. We identified a candidate gene, DCAR_032551, that conditions carotenoid accumulation (Y) in carrot taproot and is coexpressed with several isoprenoid biosynthetic genes. The primary mechanism regulating carotenoid accumulation in carrot taproot is not at the biosynthetic level. We hypothesize that DCAR_032551 regulates upstream photosystem development and functional processes, including photomorphogenesis and root de-etiolation.