近日,我院中藥材所楊鐵鋼團(tuán)隊在艾草染色體和種質(zhì)創(chuàng)新研究方面取得重要進(jìn)展,相關(guān)研究成果“Establishment of a genome map-based karyotype of Artemisia argyi and identification of a new octoploid”發(fā)表于國際知名學(xué)術(shù)期刊《Frontiers in Plant Science》(IF=4.1)。該研究創(chuàng)新了艾草染色體技術(shù),創(chuàng)制出艾絨品質(zhì)和產(chǎn)量顯著提升的新種質(zhì),為艾草新品種選育奠定了技術(shù)和材料基礎(chǔ)。
艾草(Artemisia argyi)是一種全球分布的多年生菊科植物,在中草藥、化妝品、香料等行業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用。艾草的藥用價值主要來源于葉提取物,如艾絨和艾葉油等,它具有去濕、散寒、止血、消炎、平喘、止咳等功效。中國是艾葉最大生產(chǎn)國,南陽是最大的艾草種植區(qū)。由于種質(zhì)資源有限和系統(tǒng)育種方法不足,艾草在產(chǎn)量和品質(zhì)上提升受限。
該研究利用蘄艾參考基因組,開發(fā)了20個重復(fù)序列寡核苷酸探針,組配了兩個寡核苷酸探針套(Multiplex #1和Multiplex #2),在染色體非變性雜交條件下通過探針染色技術(shù)實現(xiàn)了艾草全部染色體的有效識別。然后利用探針染色結(jié)合rDNA FISH和電子定位技術(shù),建立了基于基因組序列圖的染色體核型,實現(xiàn)了核型部分染色體與基因組序列圖譜的對應(yīng)。利用兩個寡核苷酸探針套,該團(tuán)隊還建立了南陽宛艾、安國祁艾和安陽北艾的高清染色體核型。艾草核型、花粉育性和減數(shù)分裂染色體配對行為分析結(jié)果表明,艾草可能是一個具有17條染色體基數(shù)的特殊異源四倍體,而安陽北艾是一個8條染色體基數(shù)的艾草近緣種。此外,利用染色體加倍該團(tuán)隊成功創(chuàng)制了一種新的八倍體艾草材料(APLs-9),該材料顯著增加艾絨長度和單位葉面積的艾絨含量,表明該材料在提高艾絨品質(zhì)和產(chǎn)量方面具有顯著的應(yīng)用前景。
我院中藥材研究所科研助理李麗娜為第一作者,國家中藥材產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系崗位科學(xué)家楊鐵鋼研究員為通訊作者。研究得到了國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系(CARS-21)、河南省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系(HARS-22-11-G2)和河南省科技攻關(guān)項目(232102110198)等項目的資助。