近日，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院果樹(shù)研究所蘋(píng)果資源與育種創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)完成了基于蘋(píng)果花培純系高質(zhì)量基因組測(cè)序的研究成果。該研究揭示了反轉(zhuǎn)座子控制紅蘋(píng)果著色的分子機(jī)制。相關(guān)研究在《NatureCommunications》在線發(fā)表。

因?yàn)樵耘嗵O(píng)果通常是二倍體，基因組高度雜合且經(jīng)過(guò)全基因組復(fù)制，致使常規(guī)品種基因組測(cè)序組裝困難。而該研究團(tuán)隊(duì)長(zhǎng)期進(jìn)行蘋(píng)果花藥純系培養(yǎng)，創(chuàng)制的一系列品種花培純系為蘋(píng)果遺傳理論和基因組測(cè)序研究奠定了重要基礎(chǔ)。他們以寒富蘋(píng)果花培純系HFTH1為材料，基于三代測(cè)序技術(shù)進(jìn)行了全基因組測(cè)序，組裝了目前世界上最為完整的蘋(píng)果基因組(contigN50為6.99M)。以往基因組測(cè)序都是以金冠品種為材料，而這個(gè)新基因型基因組為世界科學(xué)共同體研究蘋(píng)果分子育種提供了新的參考序列。利用與已發(fā)表的金冠基因組比較，獲得大量的結(jié)構(gòu)變異，為理解不同基因型蘋(píng)果遺傳多樣性、分子標(biāo)記的開(kāi)發(fā)和分子育種提供了重要信息。寒富是集抗寒、抗病、抗旱而知名的品種，這一高質(zhì)量的基因組為今后解析蘋(píng)果抗性分子機(jī)制奠定了基礎(chǔ)，必將極大地促進(jìn)蘋(píng)果抗性育種。

果實(shí)著色進(jìn)化是個(gè)有趣而復(fù)雜的問(wèn)題，該研究進(jìn)一步通過(guò)比較基因組學(xué)，結(jié)合148份蘋(píng)果自然群體和1個(gè)雜交組合分離群體驗(yàn)證，揭示一個(gè)Gypsy-like反轉(zhuǎn)座子充當(dāng)增強(qiáng)子控制蘋(píng)果著色，不易著色的品種是由于缺少這一增強(qiáng)子，不能有效合成花青素的結(jié)果。該研究進(jìn)一步推斷一系列紅色芽變的品種是這個(gè)轉(zhuǎn)座子與其調(diào)控的基因以及等位基因和周?chē)h(huán)境引起表觀遺傳綜合的結(jié)果，這無(wú)疑增進(jìn)和豐富了我們對(duì)蘋(píng)果著色的理解和認(rèn)識(shí)。更加重要的是，基于這一反轉(zhuǎn)座子開(kāi)發(fā)的分子標(biāo)記，能精準(zhǔn)地進(jìn)行果色預(yù)先選擇。