马银花|杜鹃花要“下山”，更要“变香” 植物|马银花|相关|夏宜|基因组

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盛开的马银花。受访者供图
“花中此物似西施，芙蓉芍药皆嫫母” ，白居易这首诗中描述的正是美艳不可方物的杜鹃花。作为我国十大传统名花之一，杜鹃花极具观赏价值，在国内外更是享有“无鹃不成园”的美誉，园林应用广泛，受到世界多国的青睐。
然而，我国虽为杜鹃花野生资源大国，但对其研究起步较晚。近年来，国内园艺科研工作者开始不断探索，力争在杜鹃花的世界舞台上闯出一片天地。
近日，浙江大学园林研究所与中国科学院昆明植物研究所等单位合作，对杜鹃花属马银花亚属的马银花开展基因组测序，获得了高质量基因组，并且揭示了杜鹃花低海拔适应性以及花香相关的合成通路与基因，对于高山植物驯化和花香育种具有重要的指导意义。相关成果发表于《植物生物技术杂志》。
高质量基因组成为重要参考
杜鹃花又称映山红、满山红、山石榴，是杜鹃花科杜鹃花属植物的总称，种类繁多，是木本植物大属。全世界杜鹃花逾1000种，分布于欧洲、亚洲和北美洲，尤以亚洲最多，有850种。
“原产于中国的就有500多种，尤其集中于云南、西藏和四川三省区的横断山脉一带，是世界杜鹃花的发祥地和分布中心。 ”该论文第一作者、浙江大学园林研究所副研究员王秀云在接受《中国科学报》采访时介绍。
曾经鲜有人问津的杜鹃花，在18世纪被西方来的“植物猎人”引种到了世界各地，杜鹃花开始进入西方园林并逐渐占据重要地位。尤其在英国，从街头小院、门廊到大小庄园，都有杜鹃花的身影，用整整一季的绚烂点缀了艳丽多彩的春天。
杜鹃花被誉为“花中西施” ，近年来，在城乡园林绿化、环境美化和盆栽观赏等方面应用广泛，促进了国内杜鹃花产业的发展。但仍长期存在着应用品种单一的问题，国内杜鹃花育种总体尚处于起步阶段。
因此，充分地利用我国丰富的野生资源，摸清其遗传背景就显得十分重要。
“我们以杜鹃花属马银花亚属的代表种马银花作为测序材料，这是一种非常具有代表性的植物，对于开展杜鹃花的适应性研究意义重大。 ”该论文通讯作者、浙江大学园林研究所教授夏宜平告诉《中国科学报》。
虽然测序技术已经飞速进步，但马银花基因组组装仍有一定的困难。 “因为马银花杂合率预估约1.55% ，属于高杂合基因组，我们对组装的参数进行了很长时间的摸索，在基因组注释上下了大功夫。 ”该论文共同通讯作者、中国科学院昆明植物研究所研究员章成君在接受《中国科学报》采访时表示。
最终，克服重重困难，他们测序组装获得马银花高质量基因组549Mb ， contig N50为1.2Mb ，染色体挂载率为99.05% ，注释到41264个基因，基因组注释完整度达96% 。
“这次获得的基因组质量非常高，是杜鹃花目中高质量基因组之一。 ”夏宜平表示，为国内外同类研究提供重要参考。
【马银花|杜鹃花要“下山”，更要“变香”】找到“下山”难的原因
杜鹃花属大致可分为高海拔杜鹃和低海拔杜鹃两大类，高海拔杜鹃种类占了85%左右，而老百姓平日里比较常见的是低海拔杜鹃。
“高海拔杜鹃开花很美，本应有更大的发展空间，却面临着‘下山’难的困境，尽管已有前人开展相关研究，但目前还没有把高海拔杜鹃移栽到低海拔地区的大规模成功案例。 ”夏宜平说，比如马缨杜鹃就完全无法应用到城市里，哪怕海拔2000米的昆明也栽种不了。