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紅豆泥!紅豆4.5億鹼基基因體密碼解密——2016國際豆類年

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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)。

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(點擊看大圖)紅豆基因體草圖。圖/原始論文

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。

參考資料

  • 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.
  • 紅豆– 維基百科,自由的百科全書

編按:「紅豆!大紅豆!(芋頭!)ㄘㄨㄚˋㄘㄨㄚˋㄘㄨㄚˋ,你要加什麼料?」各種豆類不只是吃銼冰的好配料,它們默默成為我們生活中無比重要的一部分。 2016 年是國際豆類年,臺灣大學科學教育發展中心(CASE)針對各種常見豆類的基因體密碼作介紹,讓我們能更了解其中的「豆」知識。

本文原出自臺灣大學科學教育發展中心其他單位需經同意始可轉載。

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關於作者

Gene Ng

來自馬來西亞,畢業於台灣國立清華大學生命科學系學士暨碩士班,以及美國加州大學戴維斯分校(University of California at Davis)遺傳學博士班,從事果蠅演化遺傳學研究。曾於台灣中央研究院生物多樣性研究中心擔任博士後研究員,現任教於國立清華大學分子與細胞生物學研究所,從事鳥類的演化遺傳學、基因體學及演化發育生物學研究。過去曾長期擔任中文科學新聞網站「科景」(Sciscape.org)總編輯,現任台大科教中心CASE特約寫手Readmoo部落格【GENE思書軒】關鍵評論網專欄作家;個人部落格:The Sky of Gene;臉書粉絲頁:GENE思書齋