圖 桃表型與基因組多樣性
從有毛到無(wú)毛,從酸到甜,優(yōu)質(zhì)的桃品種一直深受市場(chǎng)和消費(fèi)者青睞。桃是薔薇科的重要樹(shù)種,因?yàn)槠渚哂腥旧w小、自交親和與童期短等特點(diǎn),成為果樹(shù)分子生物學(xué)研究的模式樹(shù)種。然而,受制于果樹(shù)世代周期長(zhǎng)的特點(diǎn),截止目前,在桃上僅有個(gè)別性狀的關(guān)鍵基因得到鑒定,分子標(biāo)記輔助育種工作也進(jìn)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(cè)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(gè)高質(zhì)量的SNPs,進(jìn)而對(duì)12個(gè)性狀(10個(gè)質(zhì)量性狀和2個(gè)數(shù)量性狀)進(jìn)行了關(guān)聯(lián)分析。結(jié)果表明在10個(gè)質(zhì)量性狀中,9個(gè)性狀與之前通過(guò)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(gè)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(duì)應(yīng),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(duì)果實(shí)非酸/酸含量、果皮毛有/無(wú)、果肉顏色(白/黃)、果仁風(fēng)味(苦/甜)和2個(gè)花性狀的關(guān)鍵基因進(jìn)行了預(yù)測(cè)并討論。本研究定位到的多個(gè)關(guān)鍵性狀的基因位點(diǎn),將為開(kāi)展桃優(yōu)異基因發(fā)掘和分子標(biāo)記輔助育種奠定物質(zhì)基礎(chǔ),為其他果樹(shù)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(dá)
研究同時(shí)發(fā)現(xiàn),與果實(shí)風(fēng)味相關(guān)的基因主要來(lái)自早期農(nóng)民對(duì)桃的馴化過(guò)程中產(chǎn)生的,而與果個(gè)增大相關(guān)的基因則在近期的雜交選育過(guò)程中受到選擇,這些觀點(diǎn)有助于我們理解這些農(nóng)藝性狀的形成機(jī)制,以及馴化和育種過(guò)程對(duì)桃這一重要果樹(shù)基因組的影響。桃基因組學(xué)研究是中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院鄭州果樹(shù)研究所近年來(lái)的研究重點(diǎn),2014年,王力榮團(tuán)隊(duì)曾利用重測(cè)序探討桃的進(jìn)化路線和發(fā)掘馴化相關(guān)基因,揭開(kāi)了本團(tuán)隊(duì)“桃千份基因組重測(cè)序”的序幕,本次論文的發(fā)表是“桃千份基因組重測(cè)序”計(jì)劃的又一次重要進(jìn)展。
該研究得到國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃(863)、中國(guó)農(nóng)科院創(chuàng)新工程等項(xiàng)目的支持。鄭州果樹(shù)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(shù)研究所王力榮研究員與中國(guó)科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)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