[河南省农科院]中药材所杨铁钢团队在蒿属植物进化与艾草种质创新研究取得重要进展——创制出染色体数目88条的非整倍体艾草新材料
艾草染色体研究重大突破，创制非整倍体新材料，提升药用品质，属农业科技前沿进展。
河南省农科院中药材研究所杨铁钢团队在蒿属植物进化与艾草种质创新研究方面取得重要进展。研究在染色体融合、重排及多倍化作用驱动下,系统解析了21种蒿属植物基因组的核型演化;同时通过染色体加倍技术创制出一个染色体数目为88条的非整倍体艾草新材料,该材料相对普通艾草对照具有长艾绒和富含黄酮类、萜类化合物等有用药用成分,显著改变艾草的药用品质与利用价值。本研究得到国家中药材产业技术体系(CARS-21)、河南中药材产业技术体系(HARS-22-11-G3)等项目资助。
本研究基于艾草参考基因组，开发了9个蒿属染色体通用的单拷贝寡核苷酸探针库，建立了蒿属植物单染色体特异涂染技术。利用该技术与FISH核型分析，实现了蕲艾基因组序列图染色体与其实际核型染色体的精准对应，首次观测到了艾草10号染色体源于8、9号染色体融合。通过有丝分裂与减数分裂染色体涂染证实了艾草为同源四倍体，而野艾蒿可能是其原始祖先种。进一步对21份蒿属植物进行染色体涂染，建立了它们的染色体部分同源群比较核型，结果表明x=9是蒿属植物的祖先染色体基数。根据比较核型染色体结构变异，推断这些物种可能起源于四种18条祖先染色体的核心核型类型。在染色体融合、重排及多倍化作用驱动下，上述核心核型进一步演化形成了本文所研究的21种蒿属植物基因组。同时，该团队通过染色体加倍技术，成功创制出一个染色体数目为88条的非整倍体艾草新材料，该材料相对于普通艾草对照具有长艾绒和富含黄酮类、萜类化合物等有用药用成分。并且实验证明染色体倍性变异可调控艾草艾绒长度与次生代谢物积累水平，进而显著改变艾草的药用品质与利用价值。
我院中药材研究所科研助理李丽娜为论文第一作者，杨铁钢研究员为通讯作者。南京农业大学王海滨教授也参与了本项目研究。本研究得到了国家中药材产业技术体系（CARS-21）、河南中药材产业技术体系（HARS-22-11-G3）等项目的资助。