2月28日,從中國農業科學院油料作物研究所傳出喜訊,由該所牽頭,與深圳華大基因聯合開展的芝麻基因組破譯工作,已經順利完成。該項研究分析了芝麻高含油量和特有抗氧化、抗衰老功能性成分芝麻素的形成機制,相關研究結果已在線發表在國際著名刊物《基因組生物學》(Genome Biology)上。
據項目主持人油料所張秀榮研究員介紹,芝麻油保存期明顯長于其他食用油,原因在于芝麻中含有特殊物質芝麻素。芝麻素具有很強的抗氧化性,能夠增加油質的穩定性,臨床已證實芝麻素具有治療癌癥及心血管疾病等功效。團隊通過比較基因組研究發現,芝麻素合成關鍵基因僅存在芝麻中,芝麻種子發育早期的差異表達對芝麻素的合成和積累有重要影響。
張秀榮率領研究團隊通過流式細胞儀檢測和測序分析表明,芝麻基因組大小約337-357Mb。芝麻約含有27,148個基因,其中84%的基因得到注釋。該項目的完成,使芝麻成為繼螺旋貍藻后測序的雙子葉植物唇形目(Lamiales)第二個物種,對植物進化和比較生物學研究具有重要意義。科學家可以在此基礎深入探求芝麻抗衰老的秘密。
芝麻含油量可達65%,較高的含油量和較小的基因組,使芝麻成為研究油脂合成的重要物種。該團隊發現,芝麻油脂合成基因雖然總數較少,但與油脂分子轉運有關的基因LTP1較大豆等顯著擴張,而與油脂降解有關的基因LOX和LAH卻顯著收縮。研究人員認為油脂運輸基因的擴增和油脂降解基因的收縮,形成了芝麻的高含油量。研究人員還發現,芝麻品種含油量的差異主要產生于籽粒發育早期(10天左右)基因表達的差異。
此前研究認為,含TIR結構的NBS抗病基因在雙子葉植物中普遍存在,但該團隊研究發現,在芝麻基因組中TIR結構卻完全丟失,這是在全基因組水平發現的第一個完全缺失TIR結構的物種,為研究植物抗病基因進化提供了新的范例。(通訊員 余波)