核心提示 太和香椿是安徽省名特产品。为进一步挖掘调控香椿优良品质的调控基因,阜阳师范大学抗衰老中草药工程技术中心屈长青教授课题组与华大基因、天津科技大学等多家单位研究人员合作,利用长读长ONT测序技术获得了首个香椿基因组。前不久,相关研究成果以论文“Long read sequencing of Toona sinensis (A. Juss) Roem: A chromosome-level reference genome for the family Meliaceae”形式发表在生物学领域TOP期刊《Molecular Ecology Resources》上。该项研究结果对香椿分子育种、品质提升和后期优良品种的推广具有很重要的指导意义。 基因测序揭示香椿基因“密码”
香椿栽培历史悠久,干形通直圆满,椿芽富含蛋白质、多酚、黄酮和槲皮素等成分,具有抗氧化、抗菌、降血糖、降脂和抗癌等功效,被誉为“树上蔬菜”,深受广大消费者喜爱。
香椿有着巨大的研究意义和经济价值。太和香椿是安徽省名特产品,其中的黑油椿更是品质上佳。《太和县志》曾对太和椿芽有这样的记载:“肥嫩、香味浓、油汁厚、叶柄无木质,清脆可口。”
2006年,屈长青博士毕业后,进入阜阳师范大学生物与食品工程学院工作。经过考察后,开始致力于研究太和香椿。
为了更好地研究香椿,屈长青教授课题组与华大基因等多家单位研究人员,经过3年的努力完成了香椿基因的测序工作,获得质量优良的香椿基因组图谱,为次生代谢物质的形成机制研究奠定了基础。
“香椿基因组具有杂合率高、重复序列占比大的特点,这为基因组组装带来了巨大挑战。”屈长青教授告诉记者,研究团队通过二代和三代测序技术,获得了基因组图谱,并将基因组锚定到28条染色体上,锚定率达99.95%,成功组装了染色体级别的高质量香椿基因组图谱。
香椿基因组是目前楝科植物中首个报道的染色水平级别的基因组,该项研究揭示了香椿基因组组成和进化关系及香椿萜类物质生物合成的相关途径,为风味化合物的形成机制研究提供基因组资源。
前不久,相关研究成果以论文形式发表在生物学领域TOP期刊《Molecular Ecology Resources》上。阜师大为该论文第一完成单位,屈长青为通讯作者。
通过对香椿全基因组测序,可以更进一步挖掘调控香椿优良品质的调控基因。目前香椿的育种采用的仍然是传统育种方式,进展较慢,该项研究结果对香椿分子育种、品质提升和后期优良香椿品种的推广提供了更加可靠的理论基础。
研究推广超高密度
矮化反季香椿的种植
其实,我市科研工作者对太和香椿进行深入的研究,可追溯到上世纪七八十年代。一直以来,科研工作者经过研究取得了一系列成果。
而屈长青教授关于香椿的研究,基因测序并非首次。
早在2007年春,屈长青教授在太和考察时,正值香椿采摘季,看到当地仍以人工采摘、露天种植的传统模式为主,距现代农业差距很大。并且良种栽培意识不强、品种保护和利用不力、没有建立林木种苗及栽植技术标准,造成人力与财力资源的浪费。“尽管太和香椿很有名气、经济效益也高,但当时种植面积并不大,且产出及销售时间主要集中在谷雨前后,远远不能满足市场需求。”
正是看到这种情况,屈长青教授将科研方向转为应用科学研究,致力于推广太和香椿高效生态反季节栽培模式,提高产量和经济效益,为地方经济服务。
在政府部门支持下,屈长青教授与当地企业联合,主要研究反季节温室大棚种植项目,在前期研究的基础上,获得了省重大专项支持。
屈长青教授的太和香椿品种改良及高效栽培关键技术研究与示范项目,以研究与推广“超高密度矮化反季香椿种植技术与高效栽培”模式为核心内容,该项目成效实现大棚种植的香椿在2021年春节前成功上市,批发价格100元/公斤,最终效益一亩大棚可获利25万元以上。后期的香椿茶和香椿酱加工,可再增效益。基于以上研究,团队申请获批发明专利5项,国际PCT专利1项。
在香椿产品创新创意方面,屈长青教授课题组除了用香椿嫩叶制成香椿茶、香椿面、香椿酱、调味包和香椿含片外,还在校内开展有关香椿的活动。学生研制出了香椿布丁、香椿巧克力、香椿米酒等产品,并多次在省级大赛中获奖。
太和香椿种植面积约4万亩
全产业链年产值近4亿元
一系列科研成果的运用,让太和香椿结出“累累硕果”,且在深加工路上越走越远。
“目前,太和县香椿主要品种有黑油椿、红油椿和青油椿,种植面积约4万亩,全产业链年产值近4亿元。”太和县林业局林政管理股股长窦连峰介绍,香椿主要产品有腌制香椿、香椿酱、牛肉香椿酱。主要加工企业有玉皇贡椿、镜湖餐饮众筹管理有限公司和老崔牛肉香椿酱。
值得一提的是,太和县还引进拥有香椿红茶加工技术的华夏谌世科技有限公司。眼下,该企业正在做香椿茶、香椿面和香椿月饼等相关品种的深加工项目。
太和县林业局高级工程师王国枢,长期从事香椿、榔榆等乡土树种的育种、栽培和综合利用技术研究。他认为,香椿基因的测序工作意义重大,通过解密香椿的基因“密码”,对香椿育种、有害生物防治和产业发展等都有重要指导意义。
“我们此次研究选用的是太和黑油椿品种,希望能让黑油椿得到进一步的推广,让香椿产业进一步做大做强。”屈长青教授说,下一步,研究团队将继续致力于优良香椿品种推广、香椿矮密化反季节大棚栽培以及香椿风味形成的分子机理研究,并积极推进科研成果转化,服务当地经济发展,为乡村振兴作出更大贡献。
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