我院中药材所杨铁钢团队在艾草染色体研究和种质创新方面取得重要进展

       近日,我院中药材所杨铁钢团队在艾草染色体和种质创新研究方面取得重要进展,相关研究成果“Establishment of a genome map-based karyotype of Artemisia argyi and identification of a new octoploid”发表于国际知名学术期刊《Frontiers in Plant Science》(IF=4.1)。该研究创新了艾草染色体技术,创制出艾绒品质和产量显著提升的新种质,为艾草新品种选育奠定了技术和材料基础。

       艾草(Artemisia argyi)是一种全球分布的多年生菊科植物,在中草药、化妆品、香料等行业中有着广泛的应用。艾草的药用价值主要来源于叶提取物,如艾绒和艾叶油等,它具有去湿、散寒、止血、消炎、平喘、止咳等功效。中国是艾叶最大生产国,南阳是最大的艾草种植区。由于种质资源有限和系统育种方法不足,艾草在产量和品质上提升受限。

       该研究利用蕲艾参考基因组,开发了20个重复序列寡核苷酸探针,组配了两个寡核苷酸探针套(Multiplex #1和Multiplex #2),在染色体非变性杂交条件下通过探针染色技术实现了艾草全部染色体的有效识别。然后利用探针染色结合rDNA FISH和电子定位技术,建立了基于基因组序列图的染色体核型,实现了核型部分染色体与基因组序列图谱的对应。利用两个寡核苷酸探针套,该团队还建立了南阳宛艾、安国祁艾和安阳北艾的高清染色体核型。艾草核型、花粉育性和减数分裂染色体配对行为分析结果表明,艾草可能是一个具有17条染色体基数的特殊异源四倍体,而安阳北艾是一个8条染色体基数的艾草近缘种。此外,利用染色体加倍该团队成功创制了一种新的八倍体艾草材料(APLs-9),该材料显著增加艾绒长度和单位叶面积的艾绒含量,表明该材料在提高艾绒品质和产量方面具有显著的应用前景。

       我院中药材研究所科研助理李丽娜为第一作者,国家中药材产业技术体系岗位科学家杨铁钢研究员为通讯作者。研究得到了国家现代农业产业技术体系(CARS-21)、河南省现代农业产业技术体系(HARS-22-11-G2)和河南省科技攻关项目(232102110198)等项目的资助。