近日，西北農(nóng)林科技大學(xué)園藝學(xué)院果樹發(fā)育生物學(xué)團隊在《Molecular Ecology》在線發(fā)表了題為“The East Asian wild apples, Malus baccata （L.） Borkh and Malus hupehensis （Pamp.） Rehder., are additional contributors to the genomes of cultivated European and Chinese varieties”的研究論文。該論文揭示東亞蘋果野生近緣種對歐洲蘋果砧木和中國栽培蘋果的遺傳貢獻(xiàn)，該研究對于理解蘋果等多年生果樹復(fù)雜的馴化歷史、指導(dǎo)蘋果種質(zhì)資源利用和育種實踐均具有重要意義。

 

　　多年生果樹與一年生作物馴化過程不同，其馴化過程中與近緣野生種的基因流塑造了兩者之間進化模式和速度的顯著差異。蘋果作為世界上多年生果樹的標(biāo)志性物種和全球主要水果作物之一，其復(fù)雜馴化過程和野生近緣種對栽培蘋果基因組遺傳構(gòu)成和貢獻(xiàn)的深入解析對指導(dǎo)蘋果遺傳改良具有重要意義，目前，對歐洲栽培蘋果的馴化歷史已有較清楚的研究，但對蘋果砧木和中國栽培蘋果的馴化歷史認(rèn)識十分有限。

 

　　園藝學(xué)院張東教授團隊聯(lián)合法國國家研究中心完成了71個蘋果屬個體的重測序，同時整合了前人發(fā)表的蘋果二代測序數(shù)據(jù)，共分析了168個蘋果個體。其中包括7個中國本土栽培種個體，30個現(xiàn)代蘋果栽培種個體，25個砧木品種個體，4個觀賞用品種個體，43個賽威士野生蘋果個體（M. sieversii），18個山荊子個體（M. baccata），11個森林蘋果個體（M. sylvestris），以及30個其他蘋果屬物種個體，并使用群體基因組學(xué)方法探究了東亞野生蘋果物種對歐洲和中國砧木和在蘋果基因組的貢獻(xiàn)和野生蘋果與栽培蘋果的基因流的情況。

 

　　基于SNP數(shù)據(jù)的種群遺傳結(jié)構(gòu)分析表明，東亞地區(qū)的野蘋果山荊子M. baccata和湖北海棠M. hupehensis 形成了一個單一的泛群，歐洲栽培蘋果和砧木則隸屬于同一個基因庫，而中國栽培蘋果和砧木則是三個野生蘋果基因庫的混合種群，且各個種群之間存在基因交流現(xiàn)象（圖1）。基于溯祖理論的近似貝葉斯隨機森林模型分析表明，歐洲栽培蘋果在向西傳播過程中歐洲野生蘋果M. sylvestris與之產(chǎn)生了基因交流。歐洲蘋果砧木則同時與東亞野生蘋果產(chǎn)生了基因漸滲。對中國栽培蘋果和砧木數(shù)據(jù)的分析發(fā)現(xiàn)，中國蘋果進化歷史與歐洲蘋果并不相同，東亞地區(qū)山定子M. baccata、湖北海棠M. hupehensis與中國栽培蘋果和砧木之間都檢測到基因流，表明蘋果的馴化過程涉及來自多個地理區(qū)域的多個蘋果野生近緣種的基因流（圖2）。

 

　　園藝學(xué)院張東教授為該論文通訊作者，博士研究生陳錫龍和法國國家研究中心Amandine Cornille研究員為共同第一作者。該項研究工作獲得國家重點研發(fā)計劃、唐仲英基金會“仲英青年學(xué)者”和學(xué)校“雙一流”建設(shè)專項等項目的資助。

 

　　文章鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/mec.16485