本報(bào)訊(記者吳佩)日前,中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉所研究員、深圳農(nóng)業(yè)基因組所副所長黃三文領(lǐng)導(dǎo)的國際番茄變異組研究團(tuán)隊(duì),通過對世界各地的360份番茄種質(zhì)進(jìn)行重測序分析,構(gòu)建了完整的番茄遺傳變異組圖譜,為揭示番茄的進(jìn)化歷史、基因挖掘和分子育種奠定了基礎(chǔ)。最新研究成果在線發(fā)表于10月13日的《自然·遺傳學(xué)》雜志。
據(jù)介紹,人們食用的大果栽培番茄是由野生番茄馴化而來的,在長期的馴化過程中,野生番茄果實(shí)在重量、顏色、形狀等方面發(fā)生了顯著變化。野生番茄果實(shí)非常小,重量僅1~2克,而現(xiàn)代栽培番茄的果重是其祖先的100多倍,然而,番茄人工馴化過程一直未有全面研究。此次研究團(tuán)隊(duì)通過群體遺傳學(xué)分析,成功揭示了番茄果實(shí)變大經(jīng)歷了從醋栗番茄到櫻桃番茄再到大果栽培番茄的兩次進(jìn)化過程,在此過程中分別有5個(gè)和13個(gè)果實(shí)重量基因受到了人類的定向選擇。
與此同時(shí),研究團(tuán)隊(duì)通過比較不同番茄群體的基因組差異,發(fā)現(xiàn)第5號染色體是決定鮮食番茄和加工番茄差異的主要基因組區(qū)域,此區(qū)域含有多個(gè)控制番茄可溶性固形物和果實(shí)硬度的基因,這些基因賦予了加工番茄顯著的特征。而通過全基因組關(guān)聯(lián)分析,研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了決定粉果果皮顏色的關(guān)鍵變異位點(diǎn),此位點(diǎn)的變異導(dǎo)致SIMYB12基因啟動子區(qū)域的缺失,進(jìn)而影響該基因的表達(dá),從而使得成熟的粉果番茄果皮中不能積累類黃酮,這一發(fā)現(xiàn)為培育粉果番茄品種提供了有效的分子育種工具。
另外,針對現(xiàn)代番茄育種中野生種質(zhì)資源被廣泛應(yīng)用的問題,團(tuán)隊(duì)則通過比較基因組學(xué),準(zhǔn)確界定了野生番茄基因組片段在栽培番茄基因組中的位置和長度,從而使進(jìn)一步拓展番茄育種空間成為可能。而針對番茄在商品化育種中,由于追求高產(chǎn)和耐儲運(yùn),品質(zhì)有所下降的問題,在番茄變異組大數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,黃三文團(tuán)隊(duì)正和美國科學(xué)院院士HarryKlee教授領(lǐng)導(dǎo)的番茄品質(zhì)育種團(tuán)隊(duì)緊密合作,將闡明影響番茄風(fēng)味的20多種揮發(fā)性物質(zhì)的代謝和積累的機(jī)理,為培育更加美味的番茄提供新的工具。
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