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【新闻】中国科学家揭番茄育种进化史白亮独活

发布时间:2020-10-19 04:07:19 阅读: 来源:刨冰机厂家

中国科学家揭番茄育种进化史

在番茄商品化育种中,由于强调追求高产和耐储运等商业品质,番茄风味品质下降了,消费者抱怨番茄的味道越来越淡了。通过群体遗传学分析,该研究还揭示了番茄果实变大经历了从醋栗番茄到樱桃番茄再到大果栽培番茄的两次进化过程,在此过程中分别有5个和13个果实重量基因受到了人类的定向选择。

在番茄商品化育种中,由于强调追求高产和耐储运等商业品质,番茄风味品质下降了,消费者抱怨番茄的味道越来越淡了。近日,中国农业科学院蔬菜花卉所研究员、深圳农业基因组所副所长黄三文领导研究团队,通过对世界各地的360份番茄种质进行了重测序分析,构建了完整的番茄遗传变异组图谱,为培育更加美味的番茄提供新的工具。

番茄起源于南美洲的安第斯山脉,在随后的几百年中番茄被传播到世界各地,如今已成为品种多样、世界各地普遍种植的第一大蔬菜作物。据联合国粮农组织统计,全球番茄的总产值为550亿美元。在番茄变异组大数据的基础上,黄三文团队正和美国科学院院士HarryKlee教授领导的番茄品质育种团队紧密合作,将阐明影响番茄风味的20多种挥发性物质的代谢和积累的机理,为培育更加美味的番茄提供新的工具。

此外,通过群体遗传学分析,该研究还揭示了番茄果实变大经历了从醋栗番茄到樱桃番茄再到大果栽培番茄的两次进化过程,在此过程中分别有5个和13个果实重量基因受到了人类的定向选择。

研究团队通过比较不同番茄群体的基因组差异,发现第5号染色体是决定鲜食番茄和加工番茄(主要用于生产番茄酱)差异的主要基因组区域,此区域含有多个控制番茄可溶性固形物和果实硬度的基因,这些基因赋予了加工番茄显著的特征。此外,通过全基因组关联分析,发现了决定粉果果皮颜色的关键变异位点,此位点的变异导致SlMYB12基因启动子区域的缺失,进而影响该基因的表达,从而使得成熟的粉果番茄果皮中不能积累类黄酮。我国北方消费者偏好粉果番茄,这一发现为培育粉果番茄品种提供了有效的分子育种工具。

通过比较基因组学,研究团队准确地界定了野生番茄基因组片段在栽培番茄基因组中的位置和长度。分析发现,番茄的驯化和野生资源的利用共导致了约25%(约2亿个碱基)的基因组区域被固定,这严重限制了番茄的进一步改良。有了变异组提供的1100多万个分子标记,今后育种有可能突破这一限制,进一步拓展番茄育种的空间。

最新研究成果以长篇幅论文在线发表于10月13日的《NatureGenetics(自然·遗传学)》杂志。该研究是继2012年《Nature》发表番茄全基因组序列图后取得的另一重要成果,也是中国农业科学院蔬菜花卉研究所功能基因组创新团队近年来在《Nature》、《NatureGenetics》、《PNAS》、《PLoSGenetics》等刊物上发表多篇研究论文后,又一次在国际知名杂志发表的重要研究成果。蔬菜所所长杜永臣认为必须借助基因组学研究,努力提高我国蔬菜育种的核心竞争力,促进民族种业的跨越性发展。

本研究得到了国家“973”计划、国家杰出青年科学基金、“863”计划、农业部和中国农业科学院科技创新工程等项目的资助。

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