近日，浙江农林大学森林食物资源挖掘与利用全国重点实验室石斛黄精团队联合武汉大学、新加坡国立大学等单位，在《Plant Communications》（《植物通讯》，中科院1区Top，IF-5yr=13.9）在线发表题为“A haplotype-resolved genome reveals intron expansion and enzyme innovation associated with the starch-to-fructan shift in Polygonatum cyrtonema”（《多花黄精淀粉和果聚糖代谢转化的基因组与酶学基础》）的研究论文。研究构建了多花黄精单倍型分辨基因组，结合群体基因组、转录组、DNA甲基化和酶学实验，解析其根状茎淀粉缺失、果聚糖富集的遗传与生化基础。

多花黄精是我国传统药食两用植物。与稻米等以淀粉为主要储藏物质的作物不同，其根状茎富含具有复杂分支结构的Agavin型果聚糖，含量可超过干重的50%。研究团队获得长度约7.18 Gb和7.05 Gb的两套单倍型基因组序列，发现转座元件的大量积累是基因组扩张的重要原因。比较分析表明，多花黄精并非缺少整条淀粉合成通路，而是相关基因拷贝较少，部分基因的内含子显著延长并富集转座元件。这些结构特征与较高甲基化、较低表达同时出现；部分淀粉合成酶组合的功能活性也有所降低，为解释其淀粉贫乏表型提供了多层次证据。

在果聚糖合成方面，团队对261份黄精属材料开展重测序，结合性状测定与全基因组关联分析，定位到包含果糖基转移酶基因簇的候选区域。进一步通过异源表达和体外产物分析，发现Pc6SFTL（P023394）具有6-SFT样活性，能够催化生成分支四糖bifurcose，为Agavin型果聚糖分支结构的形成提供了直接的体外酶学证据。该研究将多花黄精巨型基因组的结构演化与储碳代谢酶的功能分化联系起来，为黄精种质资源评价、果聚糖相关性状研究及关键酶元件利用提供了基因组资源。相关基因和酶对植物体内果聚糖积累的作用，仍有待进一步验证。

武汉大学朱玉贤院士、浙江农林大学斯金平教授和陈东红教授、新加坡国立大学俞皓院士为共同通讯作者。浙江农林大学林学院（生命科学学院）韩之刚副教授、石艳博士和刘京晶副教授为论文共同第一作者。该研究得到国家重点研发计划（2022YFD2200600）和森林食物资源挖掘与利用全国重点实验室自主研发项目等资助。

（全国重点实验室 石斛黄精团队）