枇杷联盟在野生枇杷高质量基因组和种质资源重测序方面取得新进展

以下文章来源于林草国家创新联盟 ，作者林草科技秀

近日，枇杷产业国家创新联盟（以下简称“枇杷联盟”）构建的野生枇杷高质量基因组和种质资源重测序研究成果，发表在园艺学国际顶刊、中国科技期刊卓越行动计划领军期刊《Horticulture Research》上。该成果题为“Genome assembly of wild loquat (Eriobotrya japonica) and re-sequencing provide new insights into the genomic evolution and fruit domestication in loquat”，论文链接：https://doi.org/10.1093/hr/uhac265。

枇杷起源于我国，栽培历史已有2000多年，其果实酸甜可口、营养和药用价值极高，在助力我国当前的乡村振兴方面扮演重要角色。然而，枇杷基因组进化规律尚不清楚。我国拥有丰富的野生枇杷种质资源，同时这些野生资源具有特殊性状，如单穗花蕾数量多、抗病性极强、结果率高等，为枇杷基因组进化规律研究提供了大量的材料基础。

枇杷联盟在近30年的枇杷种质资源收集、创制和评价基础上，构建了世界上首个染色体级别的野生枇杷基因组（图1），并对枇杷种质资源进行了重测序分析，揭示了群体结构特征和驯化过程的受选择基因区域，为枇杷遗传多样性和育种研究提供了理论基础。

图1 首个野生枇杷染色体级别的精细图谱

比较基因组分析表明，枇杷、苹果和梨拥有共同的祖先，枇杷基因组在经历了双子叶植物共有的γ基因组复制事件后，又经历了1次近期的全基因组复制事件，进而导致枇杷、苹果和梨发生分化。枇杷扩张的基因家族主要涉及花粉识别、组织发育、分生组织发育、免疫反应、DNA代谢调控等过程，进而提高了枇杷对环境的适应性。

图2 枇杷野生和栽培资源重测序揭示枇杷基因组驯化区间

野生和栽培种质资源的重测序分析表明，野生资源比栽培品种的杂合度更好，具有更高的遗传多样性（图2）。在枇杷驯化过程中，与果实风味、大小、颜色相关的糖类、有机酸、氨基酸、类黄酮、类胡萝卜素、激素等生物合成和代谢途径基因受到选择。进一步，对枇杷黄肉和白肉果实发育过程的转录组和代谢组分析发现，关键差异基因和代谢物主要涉及糖代谢、植物激素信号转导、类黄酮和类胡萝卜素生物合成（图3）。

图3 野生和栽培枇杷黄肉和白肉果实发育关键调控基因分析

枇杷联盟副秘书长、西南大学景丹龙副教授为本论文的第一作者，联盟秘书长、西南大学郭启高教授和理事长梁国鲁教授为论文的共同通讯作者。本研究得到了国家重点研发计划项目（No. 2019YFD1000200）、国家自然科学基金、重庆市科技局项目的资助。

来源：枇杷产业国家创新联盟

转自：“植物生物技术Pbj”微信公众号

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