我科學(xué)家揭開桃基因組變化奧秘

古人云，桃李滿天下。桃起源于我國，適應(yīng)性強(qiáng)，分布范圍十分廣泛，是研究植物對環(huán)境適應(yīng)性的好模型。日前，國際期刊發(fā)表了由中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院鄭州果樹研究所王力榮團(tuán)隊領(lǐng)銜完成的多個環(huán)境因子對桃基因組影響的遺傳分析，揭開了“桃李滿天下”的基因組變化奧秘，有助于幫助育種家建立應(yīng)對氣候變化的植物品種適應(yīng)性改良的新模式。

該研究團(tuán)隊利用263份桃種質(zhì)資源的基因組數(shù)據(jù)，構(gòu)建了桃地方品種和野生近緣種的多類型變異組圖譜。研究發(fā)現(xiàn)，從基因組來看，桃地方品種和野生近緣種可以分為云貴高原、華南亞熱帶、長江中下游、華北平原、東北高寒、西北干旱和青藏高原7個生態(tài)型，與地理分布具有高度一致性，可見環(huán)境是驅(qū)動桃遺傳分布的主要動力。研究團(tuán)隊同時在基因組中發(fā)現(xiàn)了2092個受選擇區(qū)間和2755個環(huán)境因子關(guān)聯(lián)位點，系統(tǒng)全面揭示了桃在適應(yīng)不同環(huán)境條件下的基因組模式。

中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院鄭州果樹研究所研究員王力榮介紹，在對相關(guān)基因位點的研究中，研究團(tuán)隊發(fā)掘了控制桃抗寒性、高原適應(yīng)性和花期緯度適應(yīng)性的關(guān)鍵基因及其變異機(jī)制，闡明了“干旱條件下桃果實更甜”的遺傳學(xué)基礎(chǔ)，以及果肉顏色適應(yīng)性進(jìn)化的遺傳機(jī)制。此外，研究團(tuán)隊還發(fā)現(xiàn)，目前桃的開花期受全球氣候變暖影響，較20世紀(jì)80年代提前了10天，并找到了桃響應(yīng)氣候變化的候選關(guān)鍵基因LNK1。以上研究結(jié)果為優(yōu)質(zhì)、廣適的桃新品種培育提供了重要參考，同時有助于應(yīng)對全球氣候變暖對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)影響的研究。

該研究為鄭州果樹研究所桃種質(zhì)資源團(tuán)隊“1000 Peach Genome”計劃的階段性成果之一，該計劃以1000余份全球范圍內(nèi)分布的桃野生近緣種、地方品種和培育品種為材料，對其進(jìn)行全基因組測序，發(fā)掘控制重要農(nóng)藝性狀、抗性性狀和環(huán)境適應(yīng)性的關(guān)鍵基因，解析桃進(jìn)化馴化機(jī)理、重要農(nóng)藝性狀形成機(jī)制和環(huán)境適應(yīng)性遺傳基礎(chǔ)，開發(fā)實用分子育種標(biāo)記，為分子設(shè)計育種奠定基礎(chǔ)。王力榮表示，下一步，他們將利用豐富的種質(zhì)資源，開展薔薇科果樹如何適應(yīng)環(huán)境的遺傳學(xué)研究，為培育適應(yīng)氣候變化的果樹新品種奠定理論基礎(chǔ)。