需冷量是桃的重要農(nóng)藝性狀,低需冷量是南方和設(shè)施桃產(chǎn)業(yè)發(fā)展的核心科學(xué)問題。近日,中國農(nóng)科院鄭州果樹研究所桃資源與育種團隊利用基于結(jié)構(gòu)變異的全基因組關(guān)聯(lián)分析,發(fā)現(xiàn)了控制桃需冷量的關(guān)鍵基因PpDAM6,并基于此開發(fā)了低需冷量育種標(biāo)記,為低需冷量分子育種提供了保障。相關(guān)成果近日發(fā)表于國際期刊《植物生理學(xué)》(Plant Physiology)。
需冷量是打破落葉果樹休眠的必要條件,需冷量不足會導(dǎo)致花期晚、花期持續(xù)時間長甚至不能開花,從而降低產(chǎn)量和果實商品性。桃是對需冷量需求極為嚴(yán)格的樹種,是研究需冷量基因的優(yōu)異材料。前人研究已經(jīng)定位了多個需冷量數(shù)量性狀位點,但是控制需冷量的關(guān)鍵基因尚不明確。
該研究以345份不同需冷量的桃自然群體種質(zhì)為材料,利用全基因組結(jié)構(gòu)變異GWAS分析,鑒定到了一個控制需冷量的主效基因PpDAM6,該基因啟動子區(qū)的30-bp結(jié)構(gòu)變異與需冷量表型高度相關(guān)。30-bp缺失僅存在于低需冷量品種中,并基于此開發(fā)了低需冷量分子標(biāo)記。
此外,研究還發(fā)現(xiàn)PpDAM6通過介導(dǎo)下游脫落酸生物合成基因的表達(dá)和胼胝質(zhì)的沉積,影響休眠的解除。研究結(jié)果進(jìn)一步豐富了需冷量主效基因?qū)π菝哒{(diào)控的分子機制認(rèn)知,同時也為育種家培育低需冷量桃品種提供重要的基因和變異資源。
該所桃資源與育種團隊博士趙亞林、副研究員李勇為論文共同第一作者,研究員王力榮為論文通訊作者。研究得到國家自然科學(xué)基金青年項目、中國農(nóng)科院青年創(chuàng)新專項、中國農(nóng)科院科技創(chuàng)新工程專項經(jīng)費項目、作物種質(zhì)資源保護(hù)項目等資助。
相關(guān)論文信息:https://doi.org/10.1093/plphys/kiad291