CGM第405期：多组学解析迷迭香基因组进化与环境适应性机制

迷迭香因其体内高含量强活性的抗氧化物质（如鼠尾草酸/酚、迷迭香酸等，含量高达2.5-4.5%），被广泛用于制备天然抗氧化剂和功能性精油，在食品、化妆品、生物医药等方面具有重要的经济价值。这些次生代谢物可能在迷迭香环境适应性中发挥重要作用。前期发表的迷迭香基因组研究中，没有对这些抗氧化物质与迷迭香环境适应性之间的联系进行解析。本研究以综合抗性较优良的品系Albus-2为材料，构建了其染色体水平基因组（1.17 Gb），并将97.96%的序列锚定到12条染色体上，注释后获得46121个蛋白质编码基因。在1918个扩张的基因家族中，有35个基因家族参与了抗氧化物质的生物合成；同时，参与环境适应的HSF、HSP、钾离子转运体、过氧化物酶等基因家族也发生扩张。代谢组、转录组联合分析解析了迷迭香主要抗氧化物质组织特异性分布特征与分子基础。通过干旱、高温、盐渍胁迫模拟实验，发现参与主要抗氧化物质合成的相关基因上调表达。以上结果均说明抗氧化物质在迷迭香抵御不良环境中发挥重要作用。结合参与光合作用、水分平衡调节以及过氧化物酶等相关基因的响应表达模式，提出了迷迭香抵抗恶劣环境的分子模型。以上研究结果在迷迭香适应性进化和抗氧化成分抵抗恶劣环境的机理方面提出了新的见解，为调控抗氧化成分含量、培育多抗性良种的精准育种提供了新思路。