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砂梨:我的基因组,欲诉无人能懂?

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已有 803 次阅读 2021-2-20 17:14 |个人分类:新鸿运 报关登入|系统分类:论文交流

梨是典型的自交不亲和物种,基因组杂合程度高,用传统杂交手段选育新品种的周期长、效率低。


2021年2月18日,《自然—通讯》在线发表南京农业大学与美国康奈尔大学最新合作成果。该研究对312份砂梨品种资源进行全基因组关联分析,揭示了梨的驯化和改良过程,并鉴定出调控梨果石细胞形成的新基因。



PbrSTONE在拟南芥中的功能验证。


调控石细胞的新基因


通常,科学家关注的果实品质性状包括颜色、甜度、酸度等,而石细胞是影响梨果实口感的一种特殊性状。


植物中都含有木质素,通常存在于枝条中。张绍铃介绍,梨的果实与别的水果不同,其细胞壁会慢慢积累木质素,当木质素沉淀过多,薄壁细胞就死亡了,它们聚合在一堆,让人吃起来感觉粗糙,像石粒一样,因而被称为石细胞。


当果实中的石细胞含量较高时,会产生沙粒感,果实肉质比较粗。但这种木质素的存在又能促进胃肠蠕动和消化吸收。科学家希望果实中含有一定量的石细胞——既能保持健康有益的品质,又能带来讨人喜欢的口感。


费章君认为,降低果肉中石细胞含量应该是现在梨育种中的一个主要目标。

因此,该团队重点研究了与石细胞有关的遗传位点。


论文共同第一作者薛程博士介绍,他们开展了基因功能验证,结合表型数据、转录组、系统进化关系等分析,锁定了一个新基因——PbrSTONE。


通过梨果实的瞬时转化体系和拟南芥的稳定转化体系,他们证实,该基因可以调控梨果实石细胞和主要组分木质素的形成,并明确了其与木质素合成通路中关键基因PbrC3H存在互作关系,从而协同调控石细胞组分木质素的合成机制。


张绍铃说,尽管过去人们在模式植物中研究过木质素相关基因,但新的基因提示,梨果实中存在特殊的基因和分子机制调控植物中木质素的合成。新基因的发现为创制新的优良种质,筛选优异亲本进行杂交育种,改良梨品质奠定了基础。

吴俊认为,发现这个新基因可以帮助我们进一步理解梨果实内石细胞生成的调控网络,同时为梨的现代分子育种提供直接信息,并且为以后运用新的生物技术改良梨的果实品质提供了直接的目标基因。

 

相关论文信息:

http://www.837.ss839.com/10.1038/s41467-021-21378-y





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