美颜届新宠 | 石榴是如何做到的？

近年来，以XX兰黛领衔，众多品牌都开始围绕石榴开发出了各种化妆水、乳液、精华露、面膜……

为什么石榴开始成为美妆界的新宠呢？这个问题比较好回答，跟大多数护肤品类似——抗衰老和保湿。那么，为什么石榴能够抗衰老和保湿呢？看完科技君今天准备的推送，你就会有答案了。近期，由安徽省农业科学院领衔，华大基因等六家单位参与完成的石榴基因组项目，就为大家揭示了安石榴苷在石榴果内的代谢通路。同时，还探讨了石榴的进化和内外果皮的发育机制，其研究成果已发表在《The Plant Journal》杂志上。

石榴是千屈菜科石榴属植物，是人类最早开始食用的果实之一，起源于伊朗、阿富汗等中东地区，在世界上有着广泛的栽培。在唐朝，通过“丝绸之路”传入我国。石榴果实营养丰富、风味独特，而且具有独特的医疗保健功能，现在我国也有广泛的栽培。石榴作为桃金娘目第一个被测序的果树，有着独特的植物学、生物学意义。

物种名称：石榴

拉丁名：Punica granatum L.

发表时间：2017年6月

发表期刊：The Plant Journal

影响因子：5.901

发表单位：安徽省农业科学院园艺研究所、华大基因等六家单位

文章名称：Qin G, Xu C, Ming R, et al. The pomegranate (Punica granatum L.) genome and the genomics of punicalagin biosynthesis[J]. The Plant Journal, 2017.

测序策略

De novo：对品种‘Dabenzi’进行二代测序 （170bp-40Kb 文库），覆盖深度为146X；

重测序： 对191个F1代的群体进行了RAD测序；

RNA测序：对石榴果实的内、外种皮、果皮、根、叶、花等6种组织，共14个样本进行了转录组测序。

组装结果

本项目以安徽传统优良品种‘大笨籽’为材料，利用二代测序，结合重测序和转录组测序，组装基因组大小328 Mb（约占预测大小的92%），(Contig N50)67 Kb;(Scaffold N50)1.9 Mb，预测出蛋白编码基因29,229个。项目还对石榴的系统进化、种皮的形态发育、花青素、鞣花酸、安石榴苷等功能性成分的代谢机理进行了研究。

图1 石榴基因组的9条染色体及元件分布图

生物学问题研究

1、石榴的比较基因组分析及进化研究

通过比较基因组研究，明确了石榴属于rosids分支桃金娘目植物，与桃金娘科的桉树有着较近的亲缘关系，大约在9000万年前分开。

石榴基因组在进化历程中经历了2次WGD事件，除被子植物共有的‘γ-WGD’事件外，还经历了一次桃金娘目分支特有的‘M-WGD’事件。

图2 石榴的系统发育位置、基因家族扩展收缩及分化时间估算

2.石榴内外种皮的发育研究

石榴为双珠被植物，内珠被发育成内种皮，外珠被发育成外种皮。内种皮富含木质素、纤维素，是构成石榴籽粒硬度的主要物质基础，也是影响石榴果实商品性的重要指标；外种皮肥厚多汁，富含糖、酸等营养成分，是重要的食用部位，外种皮的大小直接决定了石榴的可食率，是石榴果实的重要经济性状。

本研究分别以软籽、半软籽和硬籽石榴为材料解析了籽粒硬度形成的分子机理，同时筛选出了参与石榴内外种皮发育的候选基因。从进化的角度，发现肥厚的外种皮是珠被发育基因INO受正选择的结果。

图3 INO基因正选择位点分析

3.重要的功能性成分安石榴苷代谢通路的研究

安石榴苷是一种重要的生物活性成分，在很多国家用做药用，具有抗炎、抗氧化、抗癌、抗衰老等多种药理学作用。其制药成分归功于高浓度的多酚物质，如鞣酸单宁；鞣酸单宁不能被人体直接吸收，一般会先被水解成鞣花酸才能被人体直接吸收。鞣酸是合成鞣花酸和安石榴苷的前体物质，但鞣酸在植物中的代谢途径仍是待解决的问题。

本研究首次预测出生物体内的安石榴苷代谢通路，然后基于基因组序列和基因表达结果，明确了安石榴苷在石榴体内的生物合成途径，该结果为石榴鞣花酸、安石榴苷的遗传改良奠定了良好的基础。此外，本研究还解析了鞣花酸、安石榴苷在生物体内的吸收利用特点，为安石榴苷的开发和利用提供了重要的依据。

图4 安石榴苷代谢通路图解析

石榴抗衰老和保湿的秘密就在于石榴特有的抗氧化物质——安石榴甘和鞣花酸。此次研究结果也为石榴鞣花酸、安石榴苷的遗传改良奠定了良好的基础，以后市面上没准能出现更多效果更好的美颜神器，好期待啊！

撰稿：程红英

编辑：市场部

近期热文

请继续关注“华大科技BGITech”公众号，

科技君将一如既往地为您提供精彩内容！

如有相关问题，欢迎后台留言~~

▼

关注华大科技，尽享精彩科研！