Tropical Plants | 江南大学食品学院酿造微生物与发酵食品研究团队在玫瑰孤儿基因研究中取得新进展

文摘 2024-11-20 10:31 江苏

遗传变异推动了物种多样性的形成，其中孤儿基因（orphan genes, OGs）作为一种在基因组中无明显同源性的“谱系特有基因”尤为重要。自1996年首次在酿酒酵母中发现OGs以来，随着基因组测序技术的进步，OGs的研究取得了显著进展。OGs的形成通常与基因复制、横向基因转移、de novo 起源等相关。OGs往往具有较短的基因和蛋白长度、较少的外显子及在特定染色体分布等特征，且在生物体的生长发育过程中扮演重要角色。玫瑰（Rosa chinensis）作为一种重要园艺植物，在本研究中被用以识别和分析OGs，包括其结构、复制和表达特征，并探讨在干旱和盐胁迫下的表达模式，以揭示其环境适应性。

2024年10月，Tropical Plants 在线发表了江南大学食品学院酿造微生物与发酵食品研究团队题为Orphan genes are involved in environmental adaptations and flowering process in the rose 的研究论文。

鉴于OGs在新功能生成、表型变化和适应性进化中扮演关键角色，本研究在R. chinensis 基因组中识别出2586个OGs，占蛋白质编码基因总数的7.11%。对OGs的遗传结构分析发现，与非孤儿基因（non-orphan genes, NOGs）相比，OGs的蛋白更短、外显子更少、GC含量更低，且具有更高的等电点。转录组分析显示，OGs具有较高的组织特异性表达，其中超过50%的OGs在生殖器官中特异性表达。共表达分析显示OGs主要参与了光合作用、戊糖和葡萄糖酸转化、亚油酸代谢及植物激素信号通路等关键生物过程，这些过程与植物的生长发育和环境应答密切相关。聚类分析进一步确定了50个OGs（其中22个响应盐胁迫，28个响应干旱胁迫）在胁迫下表现出显著的表达增加或减少，反映了这些基因在环境适应过程中的潜在功能。研究还发现，有11个OGs参与了玫瑰的开花过程，这为植物的生殖发育机制研究提供了新视角。总而言之，本研究首次对R. chinensis 中的OGs进行了系统鉴定及全面分析，揭示了这些基因的结构特征、表达模式和潜在的生物功能。本研究为进一步揭示OGs在植物进化与环境适应中的作用奠定了基础。这些创新性发现不仅拓宽了对OGs功能的理解，也为OGs在园艺作物中的应用潜力提供了理论依据。

图1 玫瑰基因组孤儿基因的鉴定流程

图2 盐和干旱胁迫下OGs的转录组分析

论文的第一作者为江南大学食品学院的助理研究员马东娜，明尼苏达大学博士研究生丁千素为并列第一作者，江南大学的毛健教授为通讯作者。香港大学博士研究生赵至竹和江南大学实验师韩笑参与了相关工作。本研究得到了中央高校基础科研基金（JUSRP124005）的资助。

原文链接：

https://doi.org/10.48130/tp-0024-0036

tp-0024-0036.pdf

特邀作者：马东娜、丁千素

编辑：顾笑寅

审核：李悦

Tropical Plants | 广西农业科学院严华兵团队基于SSR分子标记对广西葛种遗传多样性分析和核心种质鉴定

Tropical Plants | 福建农林大学刘生财和赖钟雄团队发现芳香族氨基酸可以影响苋菜愈伤组织生长及次生代谢物质累积

About Tropical Plants

Tropical Plants 是一本开放获取的期刊，致力于传播热带植物相关的研究成果，专注于发表本领域原创研究论文、短讯、致编辑的信、观点、数据分析论文以及研究工具和方法等。主题范围包括但不限于：多组学研究、转录组研究、代谢组学研究、表型组学研究等；热带植物生长发育的生物化学、分子生物学研究；生态与进化生物学研究；遗传育种和植物性状形成研究；植物生理及其与环境和生物有机体的相互作用等。本刊由海南大学主办，Maximum Academic Press出版，期刊主编由海南大学王文泉教授和昆士兰大学Robert Henry教授共同担任。期刊目前已被CABI、AGRIS等数据库收录。

期刊官网：

maxapress.com/tp

投稿链接：

mc03.manuscriptcentral.com/trop

作者服务亮点

1. 2024年内投稿免收文章处理费；

2. 通过微信公众号、头条、知乎等多平台，全面宣传作者团队及研究成果，提升学术影响力；

3. 利用海外社交媒体，对已发表文章进行多层次的国际化推广，扩大全球可见度。

关注植物科学研究

植物科学研究公众号专注于发布植物领域（重点为种子生物学、热带植物等）的最新研究进展，点击下方名片关注植物科学研究！

点击“阅读原文”查看文章原文

植物科学研究

植物科学研究公众号专注于发布植物领域（重点为种子生物学、热带植物等）的最新研究进展。由Maximum Academic Press运营。

Technology in Agronomy |《农学技术》2024年文章目录

Seed Biology | 新疆师范大学高杰团队揭示人工林和天然林土壤种子库密度的宏观差异及驱动因素

Seed Biology | 2025年种子生物学研究会议日历

Tropical Plants | 海南大学热带农林学院综述植物抗坏血酸研究

喜讯 | Tropical Plants被Scopus数据库收录！

Tropical Plants | 海南大学丁元昊课题组综述火龙果近年研究进展

Seed Biology | 湖北大学汤行春和罗盼团队阐述植物小孢子胚胎发生研究进展

Hortic Res 直播预告 | 12月11日毕长伟：PMAT—高效的植物线粒体图形化基因组组装工具开发及升级

Tropical Plants 编委动态 | PhyloForge：用全面的基因组信号统一微观和宏观进化

Seed Biology | 祝贺我刊编委王佳伟研究员入选Cell出版社“全球50位启迪未来的科学家”

基因组组装合集

喜讯 | Seed Biology被ESCI收录，将于2025年获得首个影响因子！

Tropical Plants | 中国林科院亚林所林木遗传育种与培育团队揭示闽楠天然居群的遗传多样性和遗传结构

Seed Biology | 华中农大欧阳亦聃和蒋海潮团队综述利用雄性不育发展杂交水稻的理论基础和研究进展

喜报！Tropical Plants入选卓越高起点新刊！

Tropical Plants | 江南大学食品学院酿造微生物与发酵食品研究团队在玫瑰孤儿基因研究中取得新进展

Seed Biology | 复旦大学郑丙莲教授团队揭示了植物父本起源的miRNA生成对拟南芥种子发育的促进作用

Seed Biology 编委动态 | 黎家课题组Current Biology：受体激酶调控植物根基本组织发育

Seed Biology 编委动态 | 中科院遗传发育所李云海团队发现了DA1调控根尖干细胞功能的重要机制

Seed Biology 编委动态 | 中科院遗传发育所李云海等团队合作发现了水稻和小麦种子大小和重量调控的新机制

Tropical Plants 编委动态 | 福建农林大学/中国热带农业科学院吕培涛团队揭示香蕉果皮软化和成熟的转录调控网络

Seed Biology 编委动态 | 上海师范大学/上海中医药大学联合解析油菜孢粉素的结构

Seed Biology 编委动态 | 中国科学技术大学赵忠团队解析超氧根信号决定干细胞命运的分子机制

TIA 编委动态 | 河北农业大学团队揭示根系皮层衰老增强棉花的耐旱性

Tropical Plants 编委动态 | 海南大学聂立孝教授团队揭示干湿交替可以维持水稻产量，并降低全球增温潜势

Tropical Plants | 福建农林大学刘生财和赖钟雄团队发现芳香族氨基酸可以影响苋菜愈伤组织生长及次生代谢物质累积

祝贺！Tropical Plants 期刊二十一位编委成员入选“全球前2%顶尖科学家”榜单

TIA 编委动态 | 华中农大李林团队联合西农薛吉全团队构建SAM关键homeobox基因调控网络，解析株高调控机制

Seed Biology 编委动态 | 山东农业大学张宪省、赵翔宇教授团发现N6-甲基腺嘌呤修饰调控早期玉米籽粒发育新机制

Tropical Plants | 江西农业大学农学院周庆红教授课题组构建病毒诱导芋基因沉默系统

Seed Biology | 清华大学黄善金教授团队揭示拟南芥受精过程中花粉管转向的机制

Seed Biology 编委动态 | 山东大学谭保才团队解析玉米PPR21蛋白参与线粒体II型内含子剪接机制

TIA 综述 | 光依赖型原叶绿素酸酯氧化还原酶（LPOR）在叶绿素生物合成和适应环境的调控机制

Seed Biology 编委动态 | 贵州师范大学杨正婷团队联合浙江大学刘建祥登团队揭示鱼腥草基因组和黄酮生物合成的调控机制

Tropical Plants | 海南大学罗杰教授课题组针对中国珍稀椰子品种发展过程中的前景和挑战进行探讨

Tropical Plants 编委动态 | 中国农大张战营/张洪亮鉴定水稻分蘖数调控基因并解析其土壤环境适应性的遗传基础

Seed Biology 编委动态 | 武汉大学孙蒙祥课题组揭示植物父本起源基因调控胚根干细胞发育的分子机制

Tropical Plants 编委动态 | 华南农业大学夏瑞/陈程杰开发出精确和自动优化基因结构注释的生物信息学工具包

Seed Biology 编委动态 | 复旦大学郑丙莲团队合作最新Nature子刊

Seed Biology 编委动态 | 扬州大学农学院刘巧泉团队与中国科学院合作揭示磷转运蛋白调控光合效率和水稻产量的重要机制

Tropical Plants | 中国热科院油脂代谢与调控团队在油莎豆PIP水通道蛋白研究中取得新进展

Seed Biology 前沿 | 水稻胚乳持久和阶段特异性印迹基因的多层表观遗传调控机制

TIA 合集 | 土壤和养分管理

Tropical Plants | 迈向木薯育种转型：基于自交亲本的杂交育种策略

TIA 合集 | 作物栽培实践

TIA 精选2022 | 一种高通量估算棉花株高和地上生物量的方法——Canopeo法

Seed Biology 编委动态 | 华南农业大学沈荣鑫、王海洋、衡月芹等利用多组学手段揭示了茉莉酸调控水稻花时的分子网络

Tropical Plants 编委动态 | 南京农业大学薛佳宇团队与合作者揭示伞形科复杂香豆素生物合成通路的演化

分类

时事

民生

政务

教育

文化

科技

财富

体娱

健康

情感

旅行

百科

职场

楼市

企业

乐活

学术

汽车

时尚

创业

美食

幽默

美体

文摘

原创标签

时事社会财经军事教育体育科技汽车科学房产搞笑综艺明星音乐动漫游戏时尚健康旅游美食生活摄影宠物职场育儿情感小说曲艺文化历史三农文学娱乐电影视频图片新闻宗教电视剧纪录片广告创意壁纸头像心灵鸡汤星座命理教育培训艺术文化金融财经健康医疗美妆时尚餐饮美食母婴育儿社会新闻工业农业时事政治星座占卜幽默笑话独立短篇连载作品文化历史科技互联网

发布位置

广东北京山东江苏河南浙江山西福建河北上海四川陕西湖南安徽湖北内蒙古江西云南广西甘肃辽宁黑龙江贵州新疆重庆吉林天津海南青海宁夏西藏香港澳门台湾美国加拿大澳大利亚日本新加坡英国西班牙新西兰韩国泰国法国德国意大利缅甸菲律宾马来西亚越南荷兰柬埔寨俄罗斯巴西智利卢森堡芬兰瑞典比利时瑞士土耳其斐济挪威朝鲜尼日利亚阿根廷匈牙利爱尔兰印度老挝葡萄牙乌克兰印度尼西亚哈萨克斯坦塔吉克斯坦希腊南非蒙古奥地利肯尼亚加纳丹麦津巴布韦埃及坦桑尼亚捷克阿联酋安哥拉