华南农业大学破译荔枝基因密码

华南农业大学破译荔枝基因密码本报讯(记者吴春燕、雷爱侠)日前,由华南农业大学亚热带农业生物资源保护与利用国家重点实验室牵头完成的重大研究成果《高杂合度荔枝基因

  华南农业大学破译荔枝基因密码

  本报讯(记者吴春燕、雷爱侠)日前,由华南农业大学亚热带农业生物资源保护与利用国家重点实验室牵头完成的重大研究成果《高杂合度荔枝基因组中两个不同单倍型表明早晚熟栽培品种各自独立驯化》一文发表于《自然—遗传学》(Nature Genetics)。该研究成果将为未来荔枝功能基因组研究提供重要的参考,对促进荔枝品种改良和产业高质量发展具有重要意义。

  2021年国内荔枝生产总产值达140亿元以上。广东是全国荔枝第一大省,面积和产量占全国“半壁江山”。产业发展离不开科技支撑。基因组是植物性状形成的“导航图”,解码荔枝基因组,不仅能全面提升对荔枝重要经济性状形成机制的认知,研发相应的育种和栽培调控技术,还能为推动其他无患子科植物如龙眼的相关研究提供重要参考。

  在华南农业大学李建国研究员和胡桂兵教授负责的荔枝基因组项目研究中,科学家们利用二代Illunina、三代PacBio、Hi-C和10XGenomics等最新的基因组测序数据,通过优化基因组组装策略,完成“妃子笑”荔枝基因组假染色体水平的组装,组装完整度BUSCO评估96.2%;同时完成基因组编码基因的结构注释,得到31896个结构基因,注释完整度BUSCO评估94.8%。荔枝基因密码的破译将为未来荔枝功能基因组研究提供重要的参考。

  荔枝鲜果上市主要集中在5至7月,生产中时常出现果品季节性过剩,严重影响了荔枝种植的经济效益。该论文从基因组层面对荔枝开花调控机制进行了系统性研究,发现荔枝中一段特定的DNA序列缺失,可能是导致荔枝不同花期形成的重要因素。

  “这一段DNA序列缺失与荔枝花期早晚关系紧密。来源于云南的特早熟品种基因组有这个缺失,但来源于海南的晚熟品种中没有。而‘妃子笑’作为特早熟和晚熟的杂交种,则是‘杂合’的缺失,也就是说‘妃子笑’的两条同源染色体中一条(来源于特早熟的父本)有这个缺失,而另外一条(来源于晚熟的母本)没有。这也正好与‘妃子笑’的开花期在特早熟和晚熟之间相对应。”华南农业大学园艺学院教授夏瑞说。

  这个DNA序列缺失可以开发为简便的分子标记,用于不同开花期荔枝品种的选育。这对荔枝针对花期和成熟期性状的选育种工作非常有价值,因为荔枝易腐烂、难贮存,选育更多极早或极晚开花的荔枝新品种对延长荔枝上市季节、减少市场季节性销售压力、提升荔枝种植效益非常重要。

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