本報訊（記者溫才妃通訊員劉錚）中國農(nóng)業(yè)大學(xué)教授韓振海團(tuán)隊(duì)基于30份蘋果屬植物高質(zhì)量基因組，系統(tǒng)解析了蘋果屬數(shù)千萬年的演化歷程，并構(gòu)建了首個蘋果屬圖形泛基因組，發(fā)布了蘋果屬遺傳多樣性全景圖。日前，相關(guān)研究成果發(fā)表于《自然-遺傳學(xué)》。
蘋果屬植物倍性復(fù)雜，分布橫跨歐亞、美洲等多個地理區(qū)域，是研究基因組多倍化與雜交的重要木本植物類群。全基因組加倍是推動物種分化的重要動力，然而，栽培蘋果近期經(jīng)歷的全基因組加倍事件對該屬其他物種的影響尚不明確，種間基因組的進(jìn)化關(guān)系亦有待系統(tǒng)解析。作為重要的溫帶果樹，栽培蘋果的遺傳基礎(chǔ)相對狹窄，主要依賴少數(shù)親緣關(guān)系密切的品種，導(dǎo)致其在應(yīng)對環(huán)境變化、防控病蟲害等方面面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。因此，系統(tǒng)挖掘和利用野生蘋果屬植物的基因組資源，對于深入理解該屬植物的進(jìn)化歷史、解析重要農(nóng)藝性狀的遺傳基礎(chǔ)，以及培育具有廣泛適應(yīng)性和抗逆性的優(yōu)良品種，具有重要的科學(xué)意義與應(yīng)用價值。
研究團(tuán)隊(duì)對30份蘋果屬植物的高質(zhì)量基因組進(jìn)行測序并組裝，涵蓋20個二倍體和10個多倍體物種，代表關(guān)鍵的系統(tǒng)發(fā)育分支和地理分布區(qū)域。通過系統(tǒng)發(fā)育基因組學(xué)與進(jìn)化生物學(xué)分析，他們構(gòu)建了蘋果屬物種系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系和基因組進(jìn)化模型。
研究表明，蘋果屬可劃分為7個系統(tǒng)發(fā)育類群，其起源可追溯至約5600萬年前的亞洲地區(qū)。蘋果屬經(jīng)歷的蘋果族早期全基因組加倍事件所產(chǎn)生的大量重復(fù)基因，在后續(xù)的物種分化中被差異性保留，影響了基因組結(jié)構(gòu)與功能的演變。研究發(fā)現(xiàn)，蘋果屬內(nèi)部曾發(fā)生的一次古雜交事件影響了包括多個多倍體分支在內(nèi)的多數(shù)蘋果屬物種，加之廣泛的其他種間基因滲透，共同塑造了蘋果屬豐富的遺傳多樣性。
研究構(gòu)建了圖形泛基因組，鑒定出物種特異的結(jié)構(gòu)變異，并開發(fā)了一套選擇清除分析流程，用于挖掘與馴化相關(guān)的關(guān)鍵基因位點(diǎn)。研究發(fā)現(xiàn)，多花海棠Rvi6基因區(qū)域的SCAB-R結(jié)構(gòu)變異與抗蘋果黑星病密切相關(guān)。此外，研究人員還成功鑒定出影響蘋果耐寒性和抗病性的關(guān)鍵馴化基因MdMYB5。
相關(guān)論文信息：
https://doi.org/10.1038/s41588-025-02166-6
《中國科學(xué)報》(2025-05-08第1版要聞)本文鏈接：http://jphkf.cn/news-8-4077-0.html蘋果屬遺傳多樣性全景圖發(fā)布
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