红掌（Anthuriumspp.）是全球高端观赏花卉，以亮丽多彩的苞片、精致花序和持久观赏价值著称。然而，其庞大复杂的基因组长期制约了分子机制研究和品种改良。苞片颜色丰富，从红、粉到白各异，花序结构精巧且耐久，市场需求旺盛，但其高水平的遗传多样性以及复杂的杂交育种历史，仍为遗传改良带来显著挑战。

近日，佛山鲲鹏现代农业研究院、中国农科院基因组所武志强团队联合中国热科院品资所牛俊海在国际知名期刊Horticulture Research发表题为《Integrative Multi-Omics Analysis Reveals the Genetic Architecture of Floral Traits inAnthurium》的论文。该研究团队构建了两份高质量红掌染色体级基因组，并结合群体基因组、转录组和代谢组数据，系统解析苞片颜色、蜡质沉积和花序发育的遗传基础。

研究显示，红掌经历两次全基因组加倍（WGD）及大量转座子扩张，为复杂观赏性状提供遗传基础。179份栽培材料的SNP分型分析显示主要分为两大遗传簇，反映历史上广泛的杂交与基因交流。苞片颜色由花青素、类黄酮和类胡萝卜素共同决定，核心基因包括CHS、CHI、F3’H、DFR、ANS，MYB、bHLH等转录因子参与调控。苞片蜡质层影响光泽、质感和花期持久性，关键基因KCS3与蜡质含量高度相关。在花序发育过程中，红掌保留了AGL6、SOC1等关键MADS-box基因，使其花序形态呈现介于“原始型”与“进化型”之间的过渡特征，从而为阐明天南星科花序的演化路径提供了新证据。

图为红掌高质量基因组构建与比较分析

该研究构建了红掌高质量的基因组与多组学资源体系，为苞片色彩、蜡层特性和花序发育的分子育种提供可直接利用的基因资源和技术路线，推动红掌向现代可设计园艺作物发展。

佛山鲲鹏现代农业研究院、基因组所武志强研究员，热科院品资所牛俊海研究员、尹俊梅研究员，以及浙江农科院田丹青研究员为该论文的共同通讯作者。佛山鲲鹏现代农业研究院博士后林胜男、博士后宋超（现重庆文理学院讲师），海南大学生态学院博士研究生彭丹，中国热科院品资所王亚茹博士为该论文的第一作者。

该研究得到了热带作物生物育种全国重点实验室专项、中央级科研院所基本科研业务费、海南省重大科技计划、佛山鲲鹏现代农业研究院科研基金以及中国农科院青年英才计划等项目的支持。