长期以来，芸苔属植物对农业和人类营养至关重要，含有多种流行作物，如羽衣甘蓝、花椰菜、油菜籽、萝卜、小白菜、卷心菜、芥菜和菜心，在全球范围内具有很高的经济价值。截至目前，已有20多种白菜类作物的基因组完成组装。然而，白菜的完整基因组尚未组装完毕。

红山菜台紫味机理揭秘

为了填补研究的缺失并解决紫癜的特殊农艺性状，研究人员利用高深度ONT和HiFi测序数据完成了白菜菜属(B.rapa ssp)的第一个T2T无间隙基因组。中华草矮脚白，一种叶类蔬菜;和 B. rapa ssp。紫癜品种红山菜苔，一种花芽蔬菜。该研究发表在《科学通报》杂志上。

基于无缺口基因组，研究人员详细解析了白菜高度复杂区域的序列特征。白菜的着丝粒由 176 bp 单体形成的卫星序列组成。与其他植物中典型的紧密排列结构的rDNA不同，白菜的45S rDNA表现出松散且显着扩展的特征，在染色体上占据了大面积的区域。大量特定类型TE的插入是扩展的主要来源。

值得注意的是，白菜的45S rDNA区域与着丝粒周围完全重叠，表明45S rDNA可能与着丝粒周围的形成存在某种关系。

紫癜呈紫红色，是因为其富含原花青素，这是一类生物活性抗氧化剂，可预防心脑血管疾病，同时具有保肝等生理功能。

通过比较21个白菜亚种的基因组，研究人员发现，紫菜特有的7号染色体上的结构变异(SV)最终导致了其紫红色芽茎的表型。该 SV 位于紫癜驯化位点转录因子 BrMYB2 上游 245 bp 的启动子区域。

随后的实验表明，SV导致紫紫茎中BrMYB2的显着上调，最终导致其紫红色。该 SV 的存在及其效果在几种紫癜品种中得到了验证。

紫菜作为当地的时令特色蔬菜，以其独特的风味而受到人们的青睐。此前有报道称，芥子油苷(GSL)在决定白菜特殊风味方面发挥着关键作用。研究人员指出，紫癜叶中脂肪族GSL生物合成途径的几个基因显着上调，表明紫癜中其生物合成可能显着增加。

此外，GTR1基因促进GSL从叶子到茎的运输，在紫癜中产生了额外的拷贝，从而导致其上调数十倍。脂肪族GSL的高生物合成及其向茎干的有效运输可能是紫癜作为花茎蔬菜的特殊风味的遗传基础。

该研究由武汉大学生命科学学院杂交水稻国家重点实验室、生命科学学院湖北红山实验室、武汉大学高等研究院、RNA研究所王琨教授、武汉蔬菜所王爱华教授领导。武汉农业科学院研究所)和聂启军教授(湖北省农业科学院经济作物研究所)。