【豆類年專題】解讀紅豆的基因體密碼

撰文|黃貞祥

紅豆是大家喜愛的食材,不僅能作成各種甜點、糕品,商家還標榜紅豆水能消水腫而推出各種紅豆水產品。為了瞭解紅豆的特性和馴化過程,中國科學家去年定序了紅豆的全基因體。

北京農學院的萬平、中國科學院遺傳與發育生物學研究所的淩宏清、華大基因(BGI)的王俊及印度國際半乾旱熱帶作物研究所的Rajeev K. Varshney等人,利用全基因體霰彈槍定序法,完成了紅豆的全基因體草圖。該紅豆基因體草圖有4億5千萬個鹼基,分佈在11對染色體,他們預測出了34,183個蛋白質編碼基因。此研究成果發表在2015年10月份的《美國國家科學院院刊》(Proceedings of the National Academy of Sciences)。 

紅豆(Vigna angularis, adzuki bean)是豆科蝶形花亞科豇豆屬植物,亦稱小豆、赤豆,在1萬2千年前在中國被馴化(acclimation),現在在全球卅幾個國家都有種植。紅豆屬高蛋白質、低脂肪的高營養食品,而且含有膳食纖維、維生素B群、維生素E、鉀、鈣、鐵、磷、鋅等營養素。紅豆有豐富的鐵質,可以使人氣色紅潤,可以補血、促進血液循環、強化體力、增強抵抗力。

紅豆高蛋白質、低脂肪的特性受到人們的歡迎,可是其遺傳基礎卻不太清楚。他們分析比較了紅豆和大豆的基因體及轉錄體,發現兩者之間在澱粉和脂肪含量的差異,是基因表現量的不同造成的,並非和澱粉及脂肪合成的相關基因在數量上的差別。

他們也對紅豆的50個品系,包括11個野生品系、11個半野生品系、17個地方品系及11個改良品系進行了族群分析,試圖從中鑑定出和馴化有關的選擇訊號。和其他已知豆類的基因體比較,紅豆和菜豆的親緣關係最為接近。

紅豆的基因體可用來進一步研究豆科植物的代謝和演化,並且也能協助農藝學家改良紅豆的品種。

原學術論文:Yang K, et al. Genome sequencing of adzuki bean (Vigna angularis) provides insight into high starch and low fat accumulation and domestication. Proc Natl Acad Sci U S A. 2015 Oct 27;112(43):13213-8. doi: 10.1073/pnas.1420949112. Epub 2015 Oct 12.

參考資料:
紅豆- 維基百科,自由的百科全書

--
作者:黃貞祥 現任教於國立清華大學分子與細胞生物研究所暨生命科學系,從事鳥類的演化遺傳學、基因體學及演化發育生物學研究。科教中心特約寫手,從事科普文章寫作。

 

加入好友

2,391 人瀏覽過