可可


简介

可可,锦葵科可可属的常绿乔木植物。核果椭圆形或长椭圆形,初为淡绿色,后变为深黄色或近于红色,干燥后为褐色,果皮厚。烘烤和磨碎的可可籽仁可以制成食品,作为液体、固体或糊状物使用,如巧克力和可可饮品。可可是世界三大饮料作物之一,在全球范围内被广泛种植。


地理分布

可可原产于美洲热带地区,16世纪以后传入亚洲和非洲。1674年,制造固体巧克力的方法被发明出来。18世纪后,巧克力的价格始降,巧克力渐渐普及。

可可树生长在赤道南北约20°的有限地理区域内。在中国主要分布在台湾、广东、海南和云南南部等地区。


应用

  • 食用:可可是制作高级饮品、巧克力、糖果、糕点和冰淇淋等的主要原料。
  • 经济:可可是食品工业的重要原材料,有极高的经济价值,营养丰富,味醇且香。目前在我国的海南省被广泛种植,是当地的一种重要的经济作物。
  • 保健:可可种子富黄酮类化合物、脂肪、蛋白质和膳食纤维等活性成分,具有改善心脏、肾脏、肠道功能、缓解心绞痛、促进消化、治疗贫血等保健作用。
  • 药用:从可可中分离出来的黄烷醇和原花青素在心血管保护的同时,还对调控血压、增加一氧化氮的产生、氧化防御以及免疫系统等方面都有积极的推动作用。

基因组测序

Criollo可可品种具有几乎独特的纯合基因型,是最早种植的品种之一。Criollo 现在是提供优质巧克力的两个可可品种之一。其基因组由国际农学研究促进发展合作中心(CIRAD)领导完成。该参考基因组使用了Roche/454、Illumina和Sanger测序技术结合的全基因组鸟枪法策略,获得了25,912个contig和 4,792个scaffold,scaffold N50值为0.47 Mb,基因组总长度为326.9 Mb,占估计的76%可可基因型B97-61/B2的基因组大小(430 Mb)。同时鉴定了28,798个蛋白编码基因,其中23,529个锚定在10条染色体上。

2017年,研究人员使用基于NGS的方法显着改进了这个基因组的组装。他们利用四个具有大插入尺寸的Illumina文库结合52x Pacific Biosciences长读长数据,来纠正错误组装的区域并减少生成scaffold的数量。此外,采用测序基因分型(GBS)方法来提高锚定在染色体上的组装结果比例。由于这些改进,与第一次组装结果相比,新组装的基因组大小减少了2.2 Mb。scaffold数量从4,792个减少到554个,而scaffold N50大小从0.47 Mb增加到6.5 Mb。总共有96.7%的组装结果锚定在10条染色体上,而之前的版本只有66.8%。

Matina 1-6克隆是一个传统品种,表现出Amelonado表型,属于Amelonado遗传组。该组显示出很少的遗传多样性,而且至关重要的是,它是全世界最常见的可可栽培类型。Mars公司采用Sanger测序和Roche 454焦磷酸测序技术,拼接得到基因组大小为445 Mbp。染色体规模的组装包含711个scaffold,contig N50为84.4 kbp,scaffold N50为34.4 Mb。


参考文献

1.曹恒春,王毅,黄莉莎,等.可可全基因组SSR标记的开发及分析[J].山东农业大学学报(自然科学版),2013,44(3):340-344.DOI:10.3969/j.issn.1000-2324.2013.03.005.

2.秦晓威,郝朝运,吴刚,等.可可种质资源多样性与创新利用研究进展[J].热带作物学报,2014,35(1):188-194.DOI:10.3969/j.issn.1000-2561.2014.01.033.

3.刘昱希,刘明学.可可的种植·加工与产品发展[J].安徽农业科学,2014(22):7541-7544.DOI:10.3969/j.issn.0517-6611.2014.22.084.

4.李明洲.茶和可可中具有抗氧化作用的黄酮类化合物对心血管健康的有益证据[J].世界医学杂志,2002,006 (14):53-59.

5.房一明,初众,谷风林,等.响应面法优化海南可可豆中原花青素的提取工艺[J].热带作物学报,2020,41(4):779-786.DOI:10.3969/j.issn.1000-2561.2020.04.020.

6.Argout X, Salse J, Aury JM, et al. The genome of Theobroma cacao. Nat Genet. 2011;43(2):101-108. [OpenLBID: OLB-PM-21186351]

7.Argout X, Martin G, Droc G, et al. The cacao Criollo genome v2.0: an improved version of the genome for genetic and functional genomic studies. BMC Genomics. 2017;18(1):730. [OpenLBID: OLB-PM-28915793]

8.Motamayor JC, Mockaitis K, Schmutz J, et al. The genome sequence of the most widely cultivated cacao type and its use to identify candidate genes regulating pod color. Genome Biol. 2013;14(6):r53. [OpenLBID: OLB-PM-23731509]