新京報訊（記者 趙利新）近日，記者從河南農業大學得悉，該校馮建燦教授領銜的桃生物學與種質創新團隊，前後歷時八年時間，完成了溫度敏感型半矮化桃基因組de novo組裝，發布了高質量桃樹參考基因組，並結合雜交群體重測序及轉錄組測序，解析了桃溫度敏感型半矮化樹型等農藝性狀形成機制。
桃樹生產存在的主要問題是用工量大，人工成本約占果品成本的60%，整形修剪幾乎全部由人工完成。馮建燦教授團隊針對桃產業中存在的“卡脖子”問題，積極開展桃種質資源創新與樹體結構等重要農藝性狀功能基因發掘等研究工作，希望選育出適宜於桃省力化栽培的具有“理想樹型”的桃樹新品種。
“中油桃14”基因組特征圖片。受訪者供圖
據悉，為從遺傳學角度解析桃溫度溫感型半矮化性狀，馮建燦團隊首先組裝“中油桃14”的高質量基因組（圖1），並利用構建的“黃水蜜”（HSM，普通型）×CN14的雜交群體，連續3年性狀觀察統計，發現CN14為溫度敏感型半矮化的顯性雜合基因型，雜交子代中溫度敏感型半矮化與普通型呈現1：1分離；通過對雜交子代重測序與表型進行關聯分析，利用GWAS和遺傳圖譜將其定位於3號染色體；結合轉錄組發現定位區間的PpTIP2基因表達與溫度敏感型半矮化性狀極其相關，進一步發現其啟動子變異與表型一致；進而利用啟動子活性分析，發現高溫條件下CN14特異啟動子活性顯著高於HSM啟動子，表明CN14特異啟動子受溫度誘導，進一步表明PpTIP2在溫度敏感型半矮化性狀形成中具有重要作用。此發現為桃溫度敏感型半矮化性狀高效育種提供理論支撐，為人工調節桃樹生長發育和樹型具有重要的意義。
在植物漫長的進化過程中，個體形成了極其豐富的遺傳變異，所以，單個基因組不能涵蓋物種的全部遺傳信息，因此，一個完整、準確的高質量基因組對解析性狀遺傳密碼至關重要。該研究基於新組裝的CN14基因組，對花型、花徑、果皮茸毛有/無、果實成熟期、近核紅色素和單重瓣等14個農藝性狀進行GWAS分析，發現了一些新的線索，為進一步解析相關性狀的形成機理提供新的思路和借鑒意義。
團隊成員連曉東博士全程參與整個研究，從最初的雜交群體構建、連續多年表型觀測，到通過基因組結合表型分析找到候選基因，前後歷時八年。連博士表示，科研的路上雖然時有艱辛，但是有明確的目標，有導師馮建燦教授的悉心指導和不斷鼓勵，持之以恒，通過育種和基礎研究結合，相信我們團隊一定能夠培育出適宜省力化栽培的品種。
新京報記者 趙利新
編輯 唐崢 校對 柳寶慶