古人云,桃李满天下。桃起源于我国,适应性强,分布范围十分广泛,是研究植物对环境适应性的好模型。2021年3月10日凌晨,国际期刊《基因组研究》发表了由中国农业科学院郑州果树研究所王力荣团队领衔完成的多个环境因子对桃基因组影响的遗传分析,揭开了“桃李满天下”的基因组变化奥秘,有助于帮助育种家建立应对气候变化的植物品种适应性改良的新模式。

该研究团队利用263份桃种质资源的基因组数据,构建了桃地方品种和野生近缘种的多类型变异组图谱。研究发现,从基因组来看,桃地方品种和野生近缘种可以分为云贵高原、华南亚热带、长江中下游、华北平原、东北高寒、西北干旱和青藏高原7个生态型,与地理分布具有高度一致性,可见环境是驱动桃遗传分布的主要动力。研究团队同时在基因组中发现了2092个受选择区间和2755个环境因子关联位点,系统全面揭示了桃在适应不同环境条件下的基因组模式。

中国农业科学院郑州果树研究所研究员王力荣介绍,在对相关基因位点的研究中,研究团队发掘了控制桃抗寒性、高原适应性和花期纬度适应性的关键基因及其变异机制,阐明了“干旱条件下桃果实更甜”的遗传学基础,以及果肉颜色适应性进化的遗传机制。此外,研究团队还发现,目前桃的开花期受全球气候变暖影响,较20世纪80年代提前了10天,并找到了桃响应气候变化的候选关键基因LNK1。以上研究结果为优质、广适的桃新品种培育提供了重要参考,同时有助于应对全球气候变暖对农业生产影响的研究。

该研究为郑州果树研究所桃种质资源团队“1000 Peach Genome”计划的阶段性成果之一,该计划以1000余份全球范围内分布的桃野生近缘种、地方品种和培育品种为材料,对其进行全基因组测序,发掘控制重要农艺性状、抗性性状和环境适应性的关键基因,解析桃进化驯化机理、重要农艺性状形成机制和环境适应性遗传基础,开发实用分子育种标记,为分子设计育种奠定基础。王力荣表示,下一步,他们将利用丰富的种质资源,开展蔷薇科果树如何适应环境的遗传学研究,为培育适应气候变化的果树新品种奠定理论基础。