杜鵑花是杜鵑花科（Ericaceae）杜鵑花屬（Rhododendron）植物的統稱，我國十大傳統名花之一，具有非常豐富的物種多樣性和觀賞價值，在園林應用中素有“無鵑不成園”之說。近日，Plant Biotechnology Journal線上發表了浙江大學園林研究所夏宜平教授團隊題為High‐quality evergreen azalea genome reveals tandem duplication‐facilitated low‐altitude adaptability and floral scent evolution的研究論文。該研究通過對杜鵑花屬馬銀花亞屬的代表種馬銀花（Rhododendron ovatum）開展基因組測序，並與高海拔、無花香杜鵑花進行基因組微進化比較分析，揭示了杜鵑花低海拔適應性及花香相關的關鍵通路與基因，對於高山植物馴化和花香育種具有指導意義。
杜鵑花屬包括1000多個種，大致可分為高海拔杜鵑（rhododendron）和低海拔杜鵑（azalea）兩大類，高海拔杜鵑種類占85%左右，但很難適應低海拔氣候環境，嚴重制約了杜鵑花園林應用的多樣性。另外，大多數杜鵑花沒有花香，造成了這一重要觀賞性狀的缺失。馬銀花亞屬（Azaleastrum）屬於低海拔杜鵑花類群，卻擁有與高海拔類群相似的葉片革質、常綠等特性，而且馬銀花亞屬多數種類具有花香，是研究杜鵑花適應性和花香進化的良好資料。
杜鵑花屬主要亞屬海拔分佈和常綠特性
該研究測序組裝獲得馬銀花高品質基因組549Mb，contig N50為1.2Mb，染色體掛載率為99.05%，注釋到41264個基因，基因組注釋完整度達96%，是杜鵑花目中高質量基因組之一。進化分析表明，馬銀花擴張的基因家族顯著富集到生物脅迫和非生物脅迫等多個逆境響應通路，其中轉錄因數NAC基因家族擴張可能對於馬銀花低海拔適應性起到重要作用。另外，分析表明串聯複製（Tandem duplication）是馬銀花逆境響應基因擴張的主要管道。
馬銀花香氣成分分析表明，萜類物質是其重要的花香成分，馬銀花萜類合酶（TPS）基因家族顯著擴張，尤其是b類TPS具有較高的表達豐度。進一步對不同杜鵑花的TPS-b同源基因開展進化分析，發現杜鵑花香並不是馬銀花在與其他杜鵑分化後獲得的，而是其他杜鵑花在進化過程中可能由於TPS基因遺失或碎片化而失去了花香。
浙江大學園林研究所王秀雲副研究員、福建農林大學碩士高原和中國科學院昆明植物研究所博士研究生吳小培為該論文共同第一作者，浙江大學園林研究所夏宜平教授、張亮生教授和中國科學院昆明植物研究所章成君研究員為共同通訊作者。該研究得到了國家自然科學基金、中央高校基本科研業務費、浙江省林木新品種選育科技重大專項等項目的資助。
全文連結
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/pbi.13680
本文版權歸原作者所有，文章內容不代表平臺觀點或立場。如有關於文章內容、版權或其他問題請與我方聯系，我方將在核實情况後對相關內容做删除或保留處理！