被誉为“八大调味品”之一的花椒，是我国特色的药食同源植物，具有重要的经济、药用及生态价值。但是，目前花椒育种仍处于传统育种阶段，相关基因组学和分子生物学研究进展缓慢，遗传育种工作一直停滞不前。近日，西北农林科技大学教授魏安智团队在花椒研究上取得新突破。他们成功组装了花椒染色体级别的参考基因组，并且在该基因组信息基础上，初步摸清了花椒麻味、香气以及色泽这三个主要特征的合成通路。
该参考基因组为研究近期转座子扩增和全基因组复制事件对基因得失和基因组重建的影响提供了有价值的模型，并为加速花椒遗传改良提供了理论基础。相关成果发表于《园艺研究》。
无融合生殖导致育种进度慢。花椒为芸香科花椒属植物，我国是花椒的原产国和主产国，栽培历史悠久，种质资源极为丰富，产量和种植面积均居世界首位。近年来，花椒种植规模以每年20%～30%的速度递增，栽培总面积已达2500万亩左右，年产干椒约40万吨，形成了一个年产值约300亿元的巨大特色农产品产业。
“花椒基因组庞大、染色体数目多，杂合度和重复序列高，导致组装难度很大。”该论文第一作者、西北农林科技大学博士后冯世静在接受《中国科学报》采访时说。基于此，研究团队以凤椒作为测序材料，采用二代、三代的测序策略，同时结合Hi-C染色体构象捕获技术，组装了花椒染色体级别的参考基因组，组装的参考基因组大小为4.23Gb。
人们钟爱花椒，更多的是因为其带来的“麻”感。“麻、香”味是花椒主要的风味特征，是其重要的品质评价指标，也是吸引消费者和提高市场竞争力的重要因子。研究团队利用获得的基因组信息，结合转录组和代谢组，鉴定出与花椒麻味物质、果皮颜色和香气物质成分相关的关键合成基因，并分析这些基因在果实不同发育时期的表达模式，初步绘制了花椒麻味物质合成的代谢通路图。