所（园）首次报道了甜菊高质量基因组信息

　　肥胖及其引起的并发症已越来越受到社会的重视，摄入过多的糖是诱发肥胖的主要原因之一，在食品中添加一定数量的甜味剂可以有效降低其糖含量。相对于阿斯巴甜、安赛蜜、三氯蔗糖等人造甜味剂，消费者更青睐植物源的天然甜味剂。甜菊糖苷是目前最理想的天然甜味剂，它是从菊科植物甜菊(Stevia rebaudiana Bertoni)叶片中提取的多种四环二萜类糖苷组分的总称。甜菊糖苷具有高甜度（蔗糖甜度的150-300倍）、低热量等特性，食用后血糖浓度不会增加，目前已经作为代糖广泛应用于食品饮料和药品中。中国是甜菊种植大国，种植面积占全球总种植面积的80%以上。

　　为更深刻认识甜菊糖苷合成相关基因的调控网络，江苏省中国科学院植物研究所鸢尾甜菊课题组以自主培育的高产栽培甜菊品种‘中山7号’为测序材料，采用PacBio三代测序技术，以及Illumina二代数据纠错和Hi-C测序进行序列挂载，首次组装了甜菊染色体级高质量基因组。组装的参考基因组大小为1.42 Gb，杂合度为0.43%，注释获得44,143个蛋白质编码基因。基因组进化分析揭示了甜菊基因组在gamma 全基因组三倍化事件后，还经历了两次全基因组多倍化事件(WGT-1, ~45.5–51.5 Mya；WGD-2, ~32.1 Mya)。比较基因组学研究表明次生代谢相关基因，特别是萜类骨架合成及其修饰相关基因在甜菊基因组中发生扩张。研究人员利用上述甜菊基因组信息鉴定出参与甜菊糖苷生物合成的结构基因并分析这些基因在不同组织部位中的表达模式，推测出合成甜菊糖苷的异戊二烯五碳单元主要来自于MEP途径。相关结果为甜菊遗传改良以及甜菊糖苷合成及调控提供了重要的理论基础。

　　上述研究成果近日以“The chromosome-level Stevia genome provides insights intosteviol glycoside biosynthesis”为题发表于SCI期刊Horticulture Research上。该研究得到了国家自然科学基金（31701497，31601371），江苏省自然科学基金（BK20160600，BK20180312）等项目的资助。

　　该论文详细信息见 https://www.nature.com/articles/s41438-021-00565-4。

图1 甜菊基因组进化分析

图2 甜菊糖苷合成路径及其合成基因的表达