
圖 桃表型與基因組多樣性
從有毛到無毛,從酸到甜,優(yōu)質(zhì)的桃品種一直深受市場和消費者青睞。桃是薔薇科的重要樹種,因為其具有染色體小、自交親和與童期短等特點,成為果樹分子生物學研究的模式樹種。然而,受制于果樹世代周期長的特點,截止目前,在桃上僅有個別性狀的關(guān)鍵基因得到鑒定,分子標記輔助育種工作也進展緩慢。在該研究中,研究人員首先完成了129份種質(zhì)的重測序,包括現(xiàn)代育成品種和傳統(tǒng)的地方品種以及這些栽培桃的近緣野生種。共鑒定出4.06 M個高質(zhì)量的SNPs,進而對12個性狀(10個質(zhì)量性狀和2個數(shù)量性狀)進行了關(guān)聯(lián)分析。結(jié)果表明在10個質(zhì)量性狀中,9個性狀與之前通過連鎖分析定位的結(jié)果一致,部分性狀例如粘離核和肉質(zhì)等直接定位到了關(guān)鍵基因。該研究發(fā)現(xiàn)1個位于桃果形(扁平/園)性狀候選基因內(nèi)含子區(qū)的SNPs,在474份種質(zhì)中的分型與果形性狀一一對應,暗示其可能是控制候選基因功能的重要原因。此外,研究也對果實非酸/酸含量、果皮毛有/無、果肉顏色(白/黃)、果仁風味(苦/甜)和2個花性狀的關(guān)鍵基因進行了預測并討論。本研究定位到的多個關(guān)鍵性狀的基因位點,將為開展桃優(yōu)異基因發(fā)掘和分子標記輔助育種奠定物質(zhì)基礎,為其他果樹的相關(guān)工作提供參考。

圖 果形性狀的關(guān)聯(lián)分析和候選基因的表達
研究同時發(fā)現(xiàn),與果實風味相關(guān)的基因主要來自早期農(nóng)民對桃的馴化過程中產(chǎn)生的,而與果個增大相關(guān)的基因則在近期的雜交選育過程中受到選擇,這些觀點有助于我們理解這些農(nóng)藝性狀的形成機制,以及馴化和育種過程對桃這一重要果樹基因組的影響。桃基因組學研究是中國農(nóng)業(yè)科學院鄭州果樹研究所近年來的研究重點,2014年,王力榮團隊曾利用重測序探討桃的進化路線和發(fā)掘馴化相關(guān)基因,揭開了本團隊“桃千份基因組重測序”的序幕,本次論文的發(fā)表是“桃千份基因組重測序”計劃的又一次重要進展。
該研究得到國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃(863)、中國農(nóng)科院創(chuàng)新工程等項目的支持。鄭州果樹所曹珂副研究員與北京畜牧獸醫(yī)研究所周正奎博士為論文共同第一作者,鄭州果樹研究所王力榮研究員與中國科學院遺傳與發(fā)育生物學研究所田志喜研究員為論文的共同通訊作者。(通訊員 趙倩)
論文鏈接:http://www.nature.com/articles/ncomms13246