Mecanismo de cor roxa e sabor do HongShanCaiTai, o prato imperial da China, revelado
Montagem de genomas livres de lacunas T2T de B. Rapa e mecanismo de cor roxa e sabor de purpuraria . Crédito:Science China Press A Brassica tem sido de suma importância para a agricultura e a nutrição humana, contendo diversas culturas populares, como couve, couve-flor, colza, nabo, pak choi, repolho, mostarda e choy sum, que são de alto valor econômico em todo o mundo. Até agora, os genomas de mais de 20 culturas de Brassica rapa foram reunidos. No entanto, genomas totalmente completos de B. rapa ainda não foram reunidos.
Para preencher a peça que faltava na pesquisa e resolver as características agronômicas especiais da purpurária, os pesquisadores utilizaram dados de sequenciamento ONT e HiFi de alta profundidade para completar os primeiros genomas T2T livres de lacunas de B. rapa ssp. chinensis cv. AiJiaoBai, um vegetal folhoso; e B. rapa ssp. purpuraria cv. HongShanCaiTai, um vegetal com broto floral. A pesquisa é publicada na revista Science Bulletin .
Com base nos genomas livres de lacunas, os pesquisadores resolveram detalhadamente as características da sequência das regiões altamente complexas de B. rapa. Os centrômeros de B. rapa consistiam em sequências satélites formadas por monômero de 176 pb. Ao contrário da típica estrutura de rDNA firmemente organizada em outras plantas, o rDNA 45S de B. rapa apresentou características soltas e significativamente expandidas, ocupando grandes áreas nos cromossomos. A inserção de um grande número de tipos específicos de TE é a principal fonte da expansão.
Vale ressaltar que as regiões 45S rDNA de B. rapa se sobrepuseram completamente aos seus pericentrômeros, indicando que o 45S rDNA pode estar relacionado de alguma forma com a formação de pericentrômeros.
A purpurária apresenta coloração vermelho-arroxeada devido ao seu alto teor de proantocianidinas, classe de antioxidantes bioativos que previne doenças cardiovasculares e cerebrovasculares, ao mesmo tempo que possui proteção hepática e outras funções fisiológicas.
Ao comparar os genomas de 21 subespécies de B. rapa, os pesquisadores descobriram que uma variante estrutural (SV) no cromossomo 7 específica da purpurária levou ao fenótipo de seus caules vermelho-púrpura. Este SV está localizado na região promotora, 245 pb a montante do fator de transcrição BrMYB2 em um locus de domesticação da purpurária.
Experimentos subsequentes mostraram que o SV resultou em uma regulação positiva significativa de BrMYB2 nos caules de purpurários, resultando em sua cor vermelho-arroxeada. A presença deste SV e seu efeito foram validados em vários acessos de purpurários.
Purpuraria é preferida por seu sabor único como especialidade vegetal sazonal local. Foi relatado anteriormente que os glucosinolatos (GSLs) desempenham um papel crítico na determinação do sabor especial de B. rapa. Os pesquisadores apontaram que vários genes na via de biossíntese da GSL alifática são significativamente regulados positivamente nas folhas da purpurária, sugerindo que sua biossíntese na purpurária pode ser significativamente aumentada.
Além disso, o gene GTR1, que promove o transporte de GSLs das folhas para os caules, produziu cópias extras nos purpurários, o que levou à sua regulação positiva de dezenas de vezes. A alta biossíntese de GSLs alifáticas e seu transporte eficiente para os caules dos brotos pode ser a base genética para o sabor especial da purpurária como vegetal do broto floral.
Este estudo foi liderado pelo Prof. Instituto de Pesquisa, Academia de Ciências Agrícolas de Wuhan) e Prof. Qijun Nie (Instituto de Culturas Econômicas, Academia de Ciências Agrícolas de Hubei).
