《自然》及子刊綜覽

　　《自然—遺傳學》

　　草莓基因組研究獲新成果

　　《自然—遺傳學》本周在線發表的一篇論文報告了一個幾近完整的草莓參照基因組。該基因組為了解這一廣受歡迎的水果的起源和演化歷史提供了新見解。

　　八倍體栽培種草莓卡姆羅莎有8組染色體，也被稱為花園草莓，因味美清香而深受喜愛。

　　美國密歇根州立大學的Patrick Edger和同事對該八倍體草莓的基因組進行了高質量組裝和注釋，共鑒定出10萬多個草莓基因。作者對草莓屬二倍體種（擁有兩組染色體的草莓品種）的31組RNA分子進行了測序，并將二倍體種的表達基因序列與八倍體栽培種草莓的表達基因序列進行了對比。研究人員隨后通過演化分析鑒定出了森林草莓、飯沼草莓以及此前未知的綠色草莓和日本草莓是八倍體栽培種草莓的4個二倍體祖先種。該分析結合現存種的地理分布表明，八倍體草莓起源于北美。

　　此外，研究人員還對八倍體草莓的4個亞基因組開展了演化動力學分析，發現了一個占支配地位的亞基因組，能在很大程度上控制草莓的代謝和抗病性狀。作者總結表示，草莓的演化和起源信息、占主導地位的亞基因組，以及首個八倍體草莓高質量基因組，或能作為研究人員和育種者改善栽培種花園草莓口味、香味和抗病性的有效資源。

　　相關論文信息：DOI: 10.1038/ s41588-019-0356-4

　　《自然—通訊》

　　柑橘屬水果酸味來源

　　《自然—通訊》近日發表的一篇論文指出了與柑橘屬水果的酸味有關的基因。

　　水果的酸味取決于液泡（植物細胞內的單層膜細胞器）的酸度，由于氫離子會泵入液泡，大多數植物細胞的液泡呈溫和的酸性。在特定水果的出汁細胞中，這種泵入過程會增強，從而導致液泡酸度增加。不過，研究人員此前并不清楚這一過程是如何完成的。

　　荷蘭阿姆斯特丹大學的Ronald Koes和同事對比了不同甜酸口味的柑橘屬品種，包括檸檬、橙、柚子和青檸。研究人員發現，酸味品種會表達CitPH1和CitPH5兩個基因，這兩個基因會編碼增強質子泵過程的轉運蛋白，使液泡的氫離子濃度上升。而這兩個基因在甜味水果品種中的表達則有所減少。該轉運蛋白與作者先前發現決定矮牽牛紫色花色的蛋白類型相同。

　　作者總結稱，這一發現或能幫助水果育種者更快選出口味更佳的水果。通過對幼樹進行DNA檢測，育種者或能提前預測水果的酸度，而不用等到果樹成熟。

　　相關論文信息：DOI: 10.1038/s41467-019-08516-3

　　《自然》

　　利用酵母生成大麻素

　　《自然》在線發表的一篇論文報告稱，轉基因酵母已可以生成幾種主要的大麻素（大麻中發現的化合物）。這項研究成果或可以促進不同類型大麻素的高效生產，而不依賴于大麻種植。

　　已有若干國家批準將特定的大麻素用作處方藥，用于治療各種疾病。目前，大麻素來源于大麻植物，而大麻植物中的大麻素豐度相對較低。除了化學復雜性之外，這一點也妨礙了大麻素的大規模生產。

　　美國加州大學伯克利分校的Jay Keasling及其同事對釀酒酵母進行了基因改造，使之通過生物合成生成大麻素。研究人員將大麻基因引入酵母的代謝途徑，從單糖半乳糖中產生了大麻素前體分子，如橄欖酸。通過橄欖酸，酵母能夠生成關鍵的大麻素大麻萜酚酸（CBGA），CBGA可以反過來用于生成Δ9-四氫大麻酚酸（THCA）和大麻二酚酸。

　　研究還證明，可以通過脂肪酸而非半乳糖產生合成的大麻素，如化學修飾的THCA。總之，這些研究結果為大規模生產天然和合成大麻素奠定了基礎，有望增強對這些化合物的藥理學研究。

　　相關論文信息：DOI: 10.1038/s41586-019-0978-9