蟠桃是不是人工形成的：我国两家科研机构分别揭示了蟠桃成型的遗传奥秘

蟠桃是不是人工形成的：我国两家科研机构分别揭示了蟠桃成型的遗传奥秘结构变异(structural variations SV)广泛存在于基因组中，包括插入/缺失(Indels)、复制、倒置和易位。在人类中，结构变异为鉴定参与重要生物过程的基因提供了广泛的遗传变异来源。在许多植物中，SV已被报道调节诸如番茄的果实形状、大豆的线虫抗性、黄瓜)的生殖形态、柑橘的无性繁殖和桃的果实质地等农艺性状。最近下一代测序技术的快速发展促进了大规模作物群体中SV的全基因组检测。2020年10月6日，Genome Biology 在线发表了中国农科院郑州果树研究所王力荣研究员与国外合作的题为An integrated peach genome structural variation map uncovers genes associated with fruit traits 的研究论文。该研究提供了336个桃基因组的202 273个基因组结构变异SVS的整合图谱。整合后的

Plant Biotechnology Journal | 武汉植物园发现了染色体倒位导致蟠桃果形形成的遗传机理Genome Biology | 中国农科院王力荣团队构建桃树完整的基因结构变异图谱，并发现了控制26个农艺性状的重要候选基因

蟠桃肉质细腻、甘甜味鲜、食用方便，深受人们喜爱。

蟠桃扁平果形受位于第6号染色体上S位点的单基因控制，但其遗传机理尚不清楚。武汉植物园果树分子育种学科组科研人员在韩月彭研究员带领下研究发现S位点下游1.7 Mb大片段DNA的位置颠倒（染色体倒位）是导致桃扁平果形成的遗传基础（下图）。对727个桃品种进行基因分型，结果表明这种大片段的染色体倒位现象只出现在蟠桃中，但未在圆桃中发现。倒位的近端断点和远端断点分别包含三个碱基的缺失和两个碱基的插入，这暗示该染色体倒位是染色体双链断裂后经非同源末端连接（NHEJ）途径形成的错误连接。倒位近端断点上游3.1 Kb处有一个编码卵形家族蛋白基因PpOFP1，该基因在桃果实发育早期高水平表达会抑制果实的垂直伸长，导致扁平果形的形成，反之，低水平或不表达则形成圆形果。除PpOFP1外，促进果实伸长的PpTRM17等基因可能也参与桃果形发育形成一个基因调控网络。此外，对桃野生近缘种S位点进行基因分型发现，染色体倒位现象只存在于新疆桃，但未在光核桃、甘肃桃和山桃等野生资源中发现，该结果不仅证实了蟠桃起源于中国，而且为“新疆是栽培桃驯化起源地”这一推论提供了证据。

研究成果以“A 1.7-Mb chromosomal inversion downstream of a PpOFP1 gene is responsible for flat fruit shape in peach”为题发表于Plant Biotechnology Journal，该研究既对认知果树突变性状的形成具有理论意义，又为桃等果树的果形改良提供了工具。

论文连接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/pbi.13455

导致蟠桃扁果性状形成的染色体到位示意图

Genome Biology|中国农科院王力荣团队构建桃树完整的基因结构变异图谱，并发现了控制26个农艺性状的重要候选基因

来源： 植小白 eplants

2020年10月6日，Genome Biology 在线发表了中国农科院郑州果树研究所王力荣研究员与国外合作的题为An integrated peach genome structural variation map uncovers genes associated with fruit traits 的研究论文。该研究提供了336个桃基因组的202 273个基因组结构变异SVS的整合图谱。整合后的桃SV图谱和已确定的候选基因和变异体为今后桃基因组研究和育种提供了有价值的资源。

结构变异(structural variations SV)广泛存在于基因组中，包括插入/缺失(Indels)、复制、倒置和易位。在人类中，结构变异为鉴定参与重要生物过程的基因提供了广泛的遗传变异来源。在许多植物中，SV已被报道调节诸如番茄的果实形状、大豆的线虫抗性、黄瓜)的生殖形态、柑橘的无性繁殖和桃的果实质地等农艺性状。最近下一代测序技术的快速发展促进了大规模作物群体中SV的全基因组检测。

尽管SV是桃遗传多样性的重要来源，但其对基因和农艺性状的影响在很大程度上仍不清楚。到目前为止，很少有研究集中于桃SV的全基因组检测，利用GWAS对SV与特定表型之间的关系的研究尚未见报道。

在这项研究中，来自世界各地的336份桃材料进行重新测序，从而评估整个桃基因组的SV景观，得到了一个包含202 273个变异的完整SV图谱。在桃的驯化和改良过程中，已经选择了大量的SV，它们共同影响着2268个基因。

桃的种系发育和结构变异

作者分析了在桃的驯化和改良过程中SV对基因组的可能影响，发现桃中几乎所有的基因都受到SV的影响，极少数未受影响的基因几乎都参与了核心生物学过程。使用SV的GWAS方法比使用SNPs的GWAS方法更有效地识别候选基因和因果变异，并且基于生成的SV数据集，作者对26个桃的农艺性状进行了GWAS。

比如，PpMYB10.1的功能是控制果核周围的肉色；Prupe.4G186800 中编码NAC转录因子的9bp插入与果实早熟有关；PpOFP1调节果实扁平形状的形成，且果形候选基因PpOFP1在转基因番茄中得到验证，其在番茄中的异源表达导致果实扁平。

桃树SVS的功能影响及分布

过表达桃PpOFP1基因的Micro-Tom番茄品系的表型

综上，该研究提供了一个桃完整SV图谱，为今后桃等植物的基因组研究提供了有价值的资源。此外，26个农艺性状的显著候选基因为桃的遗传改良提供了有价值的候选材料，将有利于桃产业的发展。