记者2日获悉，中国科学院华南植物园植物进化与保护研究团队近日联合四川大学合作团队在Current Biology发表研究论文，解锁香蕉“祖先密码”。研究结果显示，祖先核型重建揭示染色体演化机制与花苞着色遗传基础。

香蕉是全球重要的粮食和经济作物之一，为超过4亿人提供食物来源，也是热带和亚热带地区重要的经济水果。然而，现代主栽香蕉品种（如卡文迪什AAA）高度依赖营养繁殖，遗传基础狭窄、遗传多样性低，尤其面临热带4号枯萎病等毁灭性病害的严重威胁。因此，挖掘野生近缘种中丰富的遗传变异，对于拓展香蕉遗传资源和促进其可持续生产具有重要意义。

芭蕉科现存约80个物种，不同类群在染色体基数以及花苞颜色等性状上呈现出显著多样性，是研究植物染色体结构演化和花器官性状分化的理想类群。然而，这些不同染色体基数是如何在漫长演化过程中逐步形成的，以及染色体结构变化与花苞颜色多样化之间是否存在联系，长期以来缺乏来自基因组和细胞遗传学的直接证据。

观赏蕉种Musa exotica的花苞艳丽多彩

在该项研究中，研究团队首先对芭蕉科早期分化的观赏蕉种Musa exotica开展端粒到端粒（T2T）基因组组装，获得了高质量的无缺口基因组。结合已有芭蕉科物种基因组，研究团队开展了系统的比较基因组分析，重建了芭蕉科祖先核型，推断其祖先单倍体染色体数为n = 17。在揭示染色体演化轨迹的基础上，研究团队进一步探讨了染色体结构变化与花苞颜色分化之间的潜在联系。研究发现，染色体重排相关断裂区域显著富集花青素生物合成相关基因及其调控因子，包括chalcone synthase（CHS）、flavanone 3-hydroxylase（F3H）等结构基因，以及MYB、bHLH等转录因子。进一步结合不同颜色花苞的转录组分析发现，花青素合成途径中的CHS、CHI、F3′5′H和ANS等关键基因呈现协同表达，其表达差异主要与转录调控有关，而非简单的基因拷贝数变化。研究结果提示，染色体结构演化可能通过重塑基因组环境和调控网络，为花苞颜色的表型分化提供遗传基础。

该研究构建了芭蕉科祖先核型，为理解芭蕉科染色体数目的逐步演化提供了新的基因组学证据，并将染色体结构演化与花苞颜色分化联系起来，为解析观赏蕉花色性状的遗传调控机制以及野生芭蕉种质资源的利用提供了新的研究思路。

文/广州日报新花城记者：黄岚 通讯员：王新风
图/广州日报新花城记者：黄岚 通讯员：付宁
广州日报新花城编辑：李凤荷