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【新华网】果实香气淡、桃没桃味? 中国农业科学院解析桃高质量基因组及果实香气遗传进化机制

来源:新华网 作者:李楠 2021-08-03 00:00:00 浏览量:

  新华网北京8月3日电(李楠)桃汁多、味美,受到全世界广大消费者的喜爱。然而,随着长期以来育种家培育出大果、高糖和耐贮藏品种,消费者反映果实香气淡、桃没桃味。

  近日,leyu乐鱼体育app下载(以下简称leyu乐鱼体育app下载)在《植物杂志》(The Plant Journal)发表研究论文,曹珂和王力荣为该论文的通讯作者。该研究主要利用二代、三代高通量测序和染色体构想捕获技术完成我国重要的地方品种‘早上海水蜜’的基因组组装。功能注释显示‘早上海水蜜’基因组有26335个基因,其中97.3%的基因可以通过注释预测其功能。

  曹珂介绍,目前世界上95%以上的栽培品种直接或间接来源于中国的‘上海水蜜’。本次测序的‘早上海水蜜’属于‘上海水蜜’品种群的代表品种,因此‘早上海水蜜’的测序,对研究桃近代育种历史和发掘重要育种相关性状的基因具有重要意义。

  

  ‘早上海水蜜’品种 (leyu乐鱼体育app下载供图)

  “利用基因组是研究果实重要农艺性状的有力工具。”曹珂表示,目前,桃的参考基因组是对砧木品种‘Lovell’进行测序而来,该种质在世界桃的育种历史中并不多见,对分析育成品种香气成分的遗传机制可能存在影响。

  

  ‘早上海水蜜’与参考基因组的遗传变异分布(leyu乐鱼体育app下载供图)

  数据分析显示,该研究重点将‘早上海水蜜’基因组与参考基因组比较,共鉴定出685407个单核苷酸多态性标记位点、162655个插入/缺失突变以及16248个大的结构变异。基因家族比较显示,‘早上海水蜜’基因组有635个特有的基因家族,超过5个拷贝的基因家族达到26个。分析扩张和收缩的基因家族表明,编码黄酮、黄酮醇、类黄酮和单萜的基因家族明显收缩。

  “早在公元前1世纪,桃经丝绸之路由中国传播到波斯乃至西亚各国,然后传至欧洲地中海国家;随着新大陆的发现,桃被带到南美,然后引入墨西哥。”王力荣说。

  王力荣说,利用新组装的‘早上海水蜜’基因组,研究完成了256份桃种质在2015和2016连续2年挥发性物质含量的关联分析,发现与果实香气相关的3种醛(即己醛、(E)-2-己烯醛和苯甲醛)和2种内酯(即壬内酯和δ-十四内酯)含量在育成品种中相对于野生种质降低18.3%至90.7%。通过上述鉴定到的共28种挥发性物质,在2年间分别鉴定到83和131个挥发性物质的数量性状位点,其中与7种挥发性状物质关联的25个位点受到人工选择,这可能解释了挥发性物质在不同品种群之间存在差异的分子遗传基础。

  

  桃果实挥发性物质数量性状位点的受选择分析 (leyu乐鱼体育app下载供图)

  此外,该研究还对第6染色体上的挥发性物质相关基因热点和桃重要的香气成分芳樟醇的关键基因进行了鉴定。据悉,该研究是该团队“千份桃种质测序计划”和“蔷薇科种质测序计划”的重要进展,研究结果对研究桃的进化和优异基因发掘以及未来的分子标记辅助育种具有重要的研究价值。研究工作得到了国家重点研发计划和中国农业科学院创新工程的资助。