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Science:咖啡基因组测序为咖啡因合成的趋同进化提供新见解

摘要 : 法国埃夫里基因组学研究所领导的一个国际研究小组已经对咖啡的基因组进行了测序,从而揭示了植物中咖啡因的演化并对这一大众饮料的广受欢迎的风味和香气提出了见解。相关文章发表于2014年9月5日的《Science》杂志上。
Science:咖啡基因组测序为咖啡因合成的趋同进化提供新见解

研究人员已经对咖啡的基因组进行了测序,从而揭示了植物中咖啡因的演化并对这一大众饮料的广受欢迎的风味和香气提出了见解。该基因组序列还给科学家们一种用来快速定位在具体咖啡染色体上特定基因的工具,这是一种可帮助他们改善咖啡育种、加速研发新咖啡品种并增加咖啡植物对像气候变化及害虫等环境应力抵抗力的资源。

France Denoeud及其同事用先进的测序技术来获取一个中果咖啡—俗称罗布斯塔咖啡—的基因组草图,它大约占全球生产的30%的咖啡来源。中果咖啡是两种最重要的市售咖啡中的一种--另一种是阿拉比卡咖啡,后者因为它的酸味较轻(这是咖啡因浓度较低的结果)使得它占了世界其余咖啡生产中的大多数。

为了确定中果咖啡的独特基因族,Denoeud等人对来自咖啡、葡萄树、番茄及拟南芥等植物的蛋白序列运行了比较基因组学软件。他们在这些植物中确认了1万6000多个基因,它们源自一个最后共同祖先的某单一基因。

研究人员说,进一步的分析揭示了对咖啡基因独特的有价值的适应性变化,其中包括在抗病基因及产生咖啡因基因中的适应性变化;与咖啡的咖啡因产生有关的酶则进行了独立于那些在可可和茶中的酶的适应性改变。相较于拟南芥——它有一个亚油酸基因,后者是香气和口味的一个重要促成因子——咖啡有6个亚油酸基因。

在一则相关的《视角》文章中,Dani Zamir突出介绍了将咖啡基因组转变成为咖啡培育新工具的重要性,尤其是在全球咖啡类植物多元性下降的时候。Zamir说,作为这一过程的一部分,科学家们必须分享(像香气及风味等特征的)表型数据,这样,基因序列能被清晰地与其所希望的背后的表型联系起来。

Zamir说,这一努力对确保咖啡类植物品种中的变异的持续存在是至关重要的,而这将转而帮助减轻不稳定气候及植物疾病对这一作物的影响。(注:一个相关的活动——第25届国际咖啡科学会议——将在9月8日至8月13日在哥伦比亚的阿尔梅尼亚召开。如欲获取更多信息,请点击此处。)

原文链接:The coffee genome provides insight into the convergent evolution of caffeinebiosynthesis

来源: eurekalert 浏览次数:218

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