浙江大学农学院合作在Nature Communications上发表研究成果

近日，浙江大学农学院张亮生教授联合云南省农业科学院王继华研究员、华南农业大学物保护学院周筱帆、德国慕尼黑工业大学生命科学学院Klaus F. X. Mayer等团队在国际期刊Nature Communications发表题为The giant genome of lily provides insights into the hybridization of cultivated lilies的论文，揭开了百合花庞大基因组的秘密，为百合花的育种和演化研究提供了新的视角。

百合花(Lilium)是一种重要的观赏植物，全球有超过100种野生百合，其中55种原产于中国。经过长期的自然杂交和人工选育，目前已有约10,000个栽培品种。然而，百合花的基因组非常庞大，研究难度极高。为此，研究团队采用了先进的PacBio高保真度(HiFi)测序技术和Hi-C技术，成功绘制了泸定百合(Lilium sargentiae，基因组大小35.66Gb)和火焰百合(Gloriosa superba嘉兰，基因组大小5.09Gb)的高质量基因组图谱。

百合和火百合的进化与比较基因组分析

研究发现，百合花庞大基因组的形成主要与全基因组复制事件和长末端重复逆转录元件(LTR-RTs)的活跃有关。通过对近百种百合属内野生种与栽培品种的系统发育分析，研究团队首次利用核基因数据揭示了百合栽培品种的多样性和独立起源。此外，研究还发现，与蔗糖和淀粉代谢相关的基因家族在百合花基因组中显著扩张，这些基因在调控百合球茎发育、芽生长转换等过程中起着重要作用。

百合属的系统发育及杂交模式

鳞茎和根茎形成的见解

值得一提的是，研究团队在火焰百合中鉴定出了秋水仙碱生物合成基因簇，这一发现为理解植物家族Colchicaceae的独立演化提供了重要线索。

这项研究具有重要的科学意义和应用价值。首先，它增进了我们对百合花基因组结构和功能的理解，为解析植物基因组进化提供了新的案例。其次，研究结果为百合花的分子育种奠定了理论基础，未来有望通过基因编辑等技术培育出抗病性更强、花期更长、花色更丰富的百合新品种。此外，秋水仙碱生物合成基因簇的发现，为开发植物源药物提供了新的研究方向。

MADS-box基因在百合生长转变中的作用

秋水仙碱的起源、演化与生物合成

随着基因组数据的进一步分析，科研人员们将能够更精准地调控百合花的性状，推动花卉产业的升级和可持续发展。这项研究不仅展示了中国科学家在植物基因组学领域的领先水平，也为全球百合花研究和产业发展做出了重要贡献。

来源：浙江大学农学院