砂梨（Pyrus pyrifolia）是我國南方地區(qū)梨的主要栽培種，具有豐富的種質(zhì)資源，在梨的石細胞含量、果皮顏色、抗性等方面表現(xiàn)出多樣性，對梨的品種和抗性遺傳改良具有重要意義。近日，南京農(nóng)業(yè)大學(xué)教授吳俊團隊在《農(nóng)業(yè)科學(xué)學(xué)報(英文)》 (Journal of Integrative Agriculture，JIA) 正式發(fā)表研究論文。該研究創(chuàng)建了首個梨泛轉(zhuǎn)錄組，揭示了梨育種過程中抗性和品質(zhì)性狀的相關(guān)性。
由于梨屬于多年生果樹，具有自交不親和性，相比于草本作物具有更高的雜合度和遺傳多樣性，性狀的形成受到復(fù)雜的遺傳和環(huán)境因素影響，單一參考基因組難以全面捕捉物種內(nèi)的遺傳多樣性。而基于群體轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)構(gòu)建的泛轉(zhuǎn)錄組能夠有效獲取來自編碼區(qū)的遺傳信息，并反映個體之間基因表達的差異，為解析不同性狀形成及相關(guān)性提供科學(xué)依據(jù)。但是，目前梨上尚未有開展泛轉(zhuǎn)錄組方面的研究，相關(guān)研究較為滯后。
該研究利用506份砂梨不同組織樣本構(gòu)建了首個泛轉(zhuǎn)錄組，包含了156744個轉(zhuǎn)錄本，其中111868個新轉(zhuǎn)錄本對砂梨?zhèn)€體間變異的貢獻大，主要富集在抗病相關(guān)的生物學(xué)過程。研究鑒定到8569個基因在砂梨改良過程中受到選擇。其中，抗病相關(guān)基因在改良過程中受到負選擇。
分析表明，具有遺傳多樣性的砂梨地方品種可以分為兩個亞群，并推測它們經(jīng)歷了不同的傳播過程。梨果實石細胞形成、花青苷合成和抗病性相關(guān)聯(lián)，它們由多個模塊共同調(diào)控，調(diào)控基因的表達具有顯著相關(guān)性。
此外，研究還鑒定到梨參考基因組中缺失的一些基因，如候選基因HKL1，其可能影響了果實糖含量。
該研究結(jié)果為梨果實復(fù)雜性狀間的關(guān)聯(lián)分析提供了新見解，同時為梨抗病性和果實品質(zhì)協(xié)同改良奠定了理論基礎(chǔ)。
南京農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院博士生孫聰睿和安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院副教授汪潤澤為共同第一作者，吳俊和西澳大學(xué)教授David Edwards為共同通訊作者。
該研究得到了國家自然科學(xué)基金、國家重點研發(fā)計劃、國家梨產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系、江蘇省梨產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系、江蘇省自然科學(xué)基金等項目資助。
相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1016/j.jia.2024.11.026
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