《園藝研究》（Horticulture Research）是由南京農業(yè)大學(xué)與自然出版集團（現Springer Nature）合作創(chuàng )辦的英文期刊，最新影響因子6.793，位于園藝一區（第1/37名）。據不完全統計，截至2021年11月，百邁客與國內10余所科研單位于Hortic Res上合作發(fā)表denovo系列文章近20篇，其中7篇具有共同作者。
物種研究中亙古不變的是挖掘其中特殊的物質(zhì)生成與對應的代謝通路以及分子標記對表現型的遺傳效應。例如具有特殊氣味的香菜、榴蓮、芹菜、桂花；例如耐旱的卷柏、無(wú)芒隱子草；耐堿的芨芨草等相關(guān)研究皆如是。接下來(lái)，小編將通過(guò)系列合作發(fā)表于Hortic Res上的文章，來(lái)談?wù)勚参锵嚓P(guān)研究路線(xiàn)
Part1
物種演化過(guò)程中，往往伴隨著(zhù)基因家族的擴張與收縮，基因家族（gene family）是來(lái)源于同一個(gè)祖先，由一個(gè)基因通過(guò)基因重復而產(chǎn)生兩個(gè)或更多的拷貝而構成的一組基因，它們在結構和功能上具有明顯的相似性，編碼相似的蛋白質(zhì)產(chǎn)物。而特定基因家族的擴張可能在促進(jìn)植物表型多樣化和新性狀進(jìn)化中發(fā)揮重要作用。通過(guò)與具有相似/相反生物學(xué)功能的近緣物種比較，獲得相關(guān)基因家族，并將選擇其中某種擴張基因家族聯(lián)合轉錄組差異表達以及代謝組，可以深度挖掘目的物種重要性狀形成機制與重要代謝通路。該研究方法是中藥、花卉、蔬果等植物研究中的重要環(huán)節。
案例一：
物 種：花椒（Zanthoxylum bungeanum）
合作單位：西北農林科技大學(xué)
發(fā)表時(shí)間：2021年9月
主要內容：本研究基于PacBio測序平臺，組裝了4.23 Gb花椒（鳳椒）基因組，并基于Hi-C技術(shù)將98%序列掛載至68條染色體上。比較基因組分析研究了揭示花椒在2,600萬(wàn)年前經(jīng)歷了一次獨立的全基因組復制事件(η-WGD)，以及在640萬(wàn)年前發(fā)生了轉座子爆發(fā)事件，這系列事件造成了花椒大量基因組擴增。作者進(jìn)一步結合轉錄組和代謝組分析表明，顯著(zhù)的物種特異性基因家族擴張和基因表達的變化影響了花椒麻味物質(zhì)、單萜類(lèi)物質(zhì)和花青素的生物合成，并繪制了花椒麻味物質(zhì)合成的代謝通路圖。該參考基因組為研究近期轉座子擴增和全基因組復制事件對基因得失和基因組重建的影響提供了有價(jià)值的模型，并為加速花椒遺傳改良提供了理論基礎。
花椒形態(tài)特征與基因組特征
案例二：
物 種：甜葉菊
合作單位：江蘇省中國科學(xué)院植物研究所
發(fā)表時(shí)間：2021年5月
主要內容：本研究基于Illumina、PacBio和Hi-C測序，首次組裝了1.416 Gb的甜葉菊染色體版基因組，通過(guò)與其他菊科植物基因組相比，顯示出本次構建的甜葉菊基因組具有高準確性與可信度?；蚪M進(jìn)化分析表明在全基因組復制（WGD-2，~32.1 Mya）事件之后不久，甜葉菊和向日葵發(fā)生分化（~2940萬(wàn)年前）。比較基因組分析顯示甜葉菊中的擴增基因主要富集于特殊代謝物的生物合成，特別是萜類(lèi)生物合成，以及這些化合物的進(jìn)一步氧化和糖基化。并通過(guò)RNA-seq分析這些基因在不同組織部位中的表達模式，推測出合成甜菊糖苷的異戊二烯五碳單元主要來(lái)自于MEP途徑。
對甜葉菊基因組的發(fā)現將有助于剖析甜葉菊的進(jìn)化歷史，并有助于在未來(lái)育種計劃中發(fā)現甜菊糖苷生物合成和其他重要農藝性狀的新基因。
甜葉菊基因家族分析
案例三：
物 種：佛手瓜
合作單位：北京市農林科學(xué)院蔬菜研究中心
發(fā)表時(shí)間：2021年2月
主要內容：本研究通過(guò)Nanopore技術(shù)首次完成高質(zhì)量的佛手瓜基因組，基因組組裝大小為606.42Mb，ContigN50=8.4 Mb。并基于Hi-C技術(shù)將基因組序列掛載至14條染色體上（掛載率97.04%）。通過(guò)與其他13個(gè)物種基因家族比較，發(fā)現佛手瓜在25±4百萬(wàn)年間發(fā)生了一次全基因組復制事件，是葫蘆科內的第三次全基因組復制事件。通過(guò)不同生長(cháng)時(shí)期的轉錄組與代謝組分析，進(jìn)一步揭示了在佛手瓜果實(shí)發(fā)育過(guò)程中與果實(shí)質(zhì)地、色素、風(fēng)味、類(lèi)黃酮、抗氧化劑和植物激素有關(guān)的基因。并據此構建了佛手瓜果實(shí)生長(cháng)發(fā)育調控模型，并為佛手瓜果實(shí)和塊莖發(fā)育以及遺傳改良的未來(lái)研究奠定了基礎。
佛手瓜果實(shí)發(fā)育過(guò)程中轉錄物變化示意圖
更多研究例如：
三葉木通基因組結合轉錄組和脂肪酸分析揭示與其脂肪酸，特別是不飽和脂肪酸含量的快速增加相關(guān)機制。
油橄欖基因組結合關(guān)鍵代謝物含量變化及結構基因的表達繪制了油橄欖橄欖苦苷和羥基酪醇生物合成通路。
不結球白菜‘蘇州青’基因組聯(lián)合轉錄組分析，揭示其維生素C和硫代葡葡糖苷營(yíng)養物質(zhì)的代謝調控機制。
Part2
除差異表達研究之外，利用基因組水平遺傳變異研究，可以更加準確和全面地解析動(dòng)植物群體的系統發(fā)生關(guān)系及其結構、群體進(jìn)化歷史、遺傳漸滲、馴化起源與人工選擇位點(diǎn)情況。而充分利用群體進(jìn)化過(guò)程中數千世代積累的重組事件，可以進(jìn)一步分析分子標記對表現型的遺傳效應。
案例一：
物 ???種：枇杷
研究單位：凱里學(xué)院
發(fā)表時(shí)間：2021年11月
主要內容：通過(guò)PacBio測序平臺完成733.32 Mb“大五星”枇杷基因組的構建，并對52個(gè)枇杷品種（包括16個(gè)白肉變種和36個(gè)黃肉變種）進(jìn)行重測序分析，同時(shí)，使用UPLC-ESI-MS/M系統測定了的花、葉和根代謝組。通過(guò)GWAS分析鑒定了一些與枇杷的果肉顏色關(guān)聯(lián)的SNPs。
枇杷GWAS分析曼哈頓圖
?案例二：
物 ???種：連翹
研究單位：河南農業(yè)大學(xué)
發(fā)表時(shí)間：2020年08月
主要內容：該研究以藥用作物連翹為研究對象，通過(guò)Nanopore平臺測序數據組裝了737.47 Mb的高質(zhì)量連翹基因組。并對15個(gè)連翹自然種群進(jìn)行全基因組比較分析，找到了與本地適應相關(guān)的太陽(yáng)輻射、溫度和降雨等變量相關(guān)候選基因。該研究為連翹從野生種群篩選優(yōu)良種質(zhì)資源提供了遺傳資源和理論參考。
連翹分布與基因流分析
尾聲：
諸如此類(lèi)系列研究可以挖掘到很多重要的基因以及物種傳播路徑，還有非常多的優(yōu)秀案例，更多案例可見(jiàn)下表，這里不再過(guò)多贅述~
百邁客Horticulture Research成功案例列表
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