研究團隊全面概述了組學(xué)技術(shù)在薔薇科植物中的應(yīng)用。該研究突出了基因組測序、轉(zhuǎn)錄組、蛋白質(zhì)組學(xué)和代謝組學(xué)的重大進展，揭示了花色、香味、抗逆性和果實品質(zhì)等關(guān)鍵性狀的遺傳調(diào)控機制。這項研究對于薔薇科植物的分子育種和經(jīng)濟性狀改良具有重要意義，有望快速培育新品種和種質(zhì)。

薔薇科植物種類繁多，經(jīng)濟價值高，是育種工作的重點，旨在提高植物的抗逆性、觀賞性和果實品質(zhì)。了解花色和果實品質(zhì)等性狀的遺傳基礎(chǔ)對于吸引消費者和提高健康效益都至關(guān)重要。盡管面臨氣候變化引起的壓力等挑戰(zhàn)，但組學(xué)技術(shù)(尤其是基因組學(xué))為揭示分子機制和開發(fā)抗逆品種提供了有希望的途徑。

2024 年 5 月 6 日發(fā)表在《觀賞植物研究》上的一篇評論文章表明，多組學(xué)聯(lián)合分析有助于闡明調(diào)控薔薇科植物重要性狀的復(fù)雜遺傳和生化網(wǎng)絡(luò)。

本研究全面探索了不同組學(xué)技術(shù)在薔薇科研究中的應(yīng)用。基因組測序?qū)τ谧R別重要性狀的關(guān)鍵基因至關(guān)重要。得益于測序技術(shù)和剪接算法的不斷進步，許多薔薇科植物，如桃和西懸鉤子，都經(jīng)歷了基因組重測序，有助于比較基因組學(xué)和發(fā)現(xiàn)高質(zhì)量基因以供進一步研究。此外，全基因組關(guān)聯(lián)研究 (GWAS) 是一種有效的研究策略，可用于識別與薔薇科植物復(fù)雜性狀相關(guān)的基因/基因座，例如花色、果實品質(zhì)和抗逆性。轉(zhuǎn)錄組分析有助于研究基因表達動態(tài)，特別是在關(guān)鍵發(fā)育階段或?qū)毫Φ姆磻?yīng)中。例如，分析不同發(fā)育階段花瓣的轉(zhuǎn)錄組為了解花青素的生物合成提供了寶貴的見解，而花青素是決定花色的關(guān)鍵。與此同時，蛋白質(zhì)組學(xué)已經(jīng)深入研究了細胞蛋白質(zhì)的多種功能特征。通過識別與應(yīng)激反應(yīng)、花朵顏色和果實品質(zhì)相關(guān)的蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)組學(xué)研究為調(diào)控這些特性提供了新的視角。此外，代謝組學(xué)通過研究代謝物的變化，成為基因和可觀察特征之間的橋梁。通過代謝組學(xué)研究，研究人員揭示了不同代謝物在應(yīng)激反應(yīng)中的作用以及薔薇科果實和花卉的品質(zhì)屬性。

本綜述強調(diào)了組學(xué)技術(shù)的不斷進步及其整合，以全面了解薔薇科植物的復(fù)雜性狀。基因組學(xué)、GWAS、轉(zhuǎn)錄組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)和代謝組學(xué)的整合使得構(gòu)建詳細的遺傳調(diào)控網(wǎng)絡(luò)成為可能，為薔薇科植物的生長、發(fā)育和應(yīng)激反應(yīng)提供了新的見解。展望未來，單細胞 RNA 測序 (scRNA-seq) 和空間多組學(xué)等新興技術(shù)的應(yīng)用將進一步增強我們對植物組織內(nèi)細胞異質(zhì)性的理解。這些技術(shù)將允許在單細胞水平上進行更精確的基因表達和代謝分析，從而更深入地了解驅(qū)動薔薇科植物重要性狀的分子機制。

該研究研究員孫利丹介紹說：“我們概述了薔薇科植物基因組學(xué)研究的前景，旨在為理解分子育種和重要觀賞性狀的遺傳機制奠定基礎(chǔ)。”

總之，薔薇科植物研究的未來前景光明，組學(xué)技術(shù)的不斷進步為創(chuàng)新育種計劃和快速開發(fā)具有增強特性的新品種鋪平了道路。這項研究不僅促進了我們的科學(xué)知識，而且對農(nóng)業(yè)和園藝也有實際意義，最終有助于改良具有經(jīng)濟價值的植物。