Wetenschap
Ananas mint genetische blauwdruk:een uitgebreide genoomassemblage
Mentha suaveolens, algemeen bekend als ananasmunt, wordt gewaardeerd om zijn uitgesproken aroma en geneeskrachtige eigenschappen, die worden toegeschreven aan de essentiële oliën.
Ondanks het belang ervan was het begrijpen van de genetische basis van deze eigenschappen een uitdaging vanwege de complexiteit van het Mentha-genoom, gekenmerkt door hoge heterozygositeit en talrijke structurele variaties. Een uitgebreide studie van het Mentha-genoom was essentieel om de genetische factoren bloot te leggen die de unieke kenmerken ervan beïnvloeden.
Onderzoekers van de Chengdu Universiteit voor Traditionele Chinese Geneeskunde hebben, in samenwerking met verschillende andere instellingen, met succes een haplotype-opgelost, hiaatvrij genoom van Mentha suaveolens, ook bekend als ananasmunt, samengesteld.
Met behulp van geavanceerde sequencing-technologieën werpt het team licht op de genetische diversiteit en structurele variaties binnen het genoom, wat een waardevolle bron vormt voor toekomstig genetisch en fokonderzoek. Het onderzoek is gepubliceerd in het tijdschrift Horticulture Research .
De studie presenteert de eerste hoogwaardige, haplotype-opgeloste genoomassemblage voor Mentha suaveolens, met een genoomgrootte van 414,3 Mb en 31.251 coderende genen. Door gegevens van verschillende sequencingplatforms te integreren, hebben de onderzoekers twee volledige haplotypische assemblages opgelost, elk bijna volledig geannoteerd voor telomeren en centromeren.
De analyse bracht met name 41.135 structurele variaties aan het licht, waaronder deleties, inserties, duplicaties en translocaties, waarvan er vele invloed hebben op genen die betrokken zijn bij de biosynthese van terpenoïden.
Een belangrijke bevinding is de overheersing van piperitenonoxide onder de vluchtige verbindingen geproduceerd door M. suaveolens, in tegenstelling tot menthol, dat vaker voorkomt bij andere Mentha-soorten.
De studie identificeerde drie genen die coderen voor isopiperitenonreductase (ISPR), een sleutelenzym in de biosynthese van menthol, maar ontdekte dat hun lage transcriptieniveaus waarschijnlijk tot de accumulatie van piperitenonoxide leiden.
Dr. Chi Song, een van de toonaangevende onderzoekers, verklaarde:"De voltooiing van het gap-free genoom voor Mentha suaveolens vertegenwoordigt een belangrijke mijlpaal in de genomica van planten. Deze uitgebreide genetische kaart biedt een basis voor het onderzoeken van de moleculaire mechanismen die ten grondslag liggen aan de unieke eigenschappen van ananasmunt, wat zou kunnen leiden tot innovatieve toepassingen in de geneeskunde en de landbouw."
De naadloze genoomassemblage van Mentha suaveolens maakt de weg vrij voor genetisch onderzoek en veredeling om de geneeskrachtige en aromatische eigenschappen ervan te verbeteren. Het begrijpen van de genetische basis van de biosynthese van terpenoïden maakt gerichte strategieën mogelijk om waardevolle verbindingen zoals piperitenonoxide te optimaliseren.
Dit onderzoek bevordert de plantengenomica en heeft een aanzienlijk potentieel om de teelt en commerciële waarde van Mentha-soorten te verbeteren.