華農(nóng)召開成果發(fā)布會(huì)，介紹論文成果。 廣州日?qǐng)?bào)全媒體記者高鶴濤 攝
成熟的荔枝（資料圖片）
“世間珍果更無加，玉雪肌膚罩絳紗?！睈鄢岳笾Φ娜藗儯磥韺⒏锌诟Ａ?！
最近，華南農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院牽頭，聯(lián)合國(guó)家荔枝龍眼產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系等國(guó)內(nèi)外多家研究單位，合作完成了荔枝高質(zhì)量基因組的測(cè)序和組裝工作，解開了荔枝起源馴化的歷史之謎，相關(guān)論文于北京時(shí)間1月4日發(fā)表于《自然-遺傳學(xué)》（Nature Genetics）。荔枝基因密碼的破譯將為未來荔枝功能基因組研究提供重要的參考，未來荔枝產(chǎn)期有望延長(zhǎng)。
提出荔枝“一個(gè)起源中心、兩個(gè)獨(dú)立馴化事件”假說
這篇中文名為《高雜合度荔枝基因組中兩個(gè)不同單倍型表明早晚熟栽培品種各自獨(dú)立馴化》的論文，于北京時(shí)間2022年1月4日發(fā)表于《自然—遺傳學(xué)》（Nature Genetics）。
這項(xiàng)研究由華南農(nóng)業(yè)大學(xué)李建國(guó)研究員和胡桂兵教授負(fù)責(zé)，華南農(nóng)業(yè)大學(xué)亞熱帶農(nóng)業(yè)生物資源保護(hù)與利用國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室牽頭，并聯(lián)合廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院、中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院、深圳華大基因研究院、新加坡南洋理工大學(xué)等國(guó)內(nèi)外多家單位合作完成。論文的通訊作者包括華南農(nóng)業(yè)大學(xué)李建國(guó)研究員、夏瑞教授和陳厚彬研究員等人。
這項(xiàng)研究中，科學(xué)家們利用最新的基因組測(cè)序數(shù)據(jù)，通過優(yōu)化基因組組裝策略，完成“妃子笑”荔枝基因組假染色體水平的組裝；同時(shí)完成基因組編碼基因的結(jié)構(gòu)注釋，得到31896個(gè)結(jié)構(gòu)基因，注釋完整度BUSCO評(píng)估94.8%，充分表明所獲得的“妃子笑”荔枝基因組質(zhì)量非常高。荔枝基因密碼的破譯將為未來荔枝功能基因組研究提供重要的參考。
項(xiàng)目組利用72份荔枝資源重測(cè)序數(shù)據(jù)，提出了荔枝“一個(gè)起源中心、兩個(gè)獨(dú)立馴化事件”假說?！霸颇鲜且吧笾Φ钠鹪粗行?，它沿著西江傳播，在海南形成野生荔枝種群的一個(gè)主要棲息地；此后，云南和海南野生荔枝分別獨(dú)立馴化為特早熟和晚熟品種，特早熟品種和晚熟品種再進(jìn)一步雜交形成早熟與中熟品種?！比A南農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院李建國(guó)研究員告訴記者，在云南，人工栽培馴化后培育出特早熟荔枝品種；而云南的野生荔枝沿西江流域向東和向南傳播，到海南島后在環(huán)境變化影響下發(fā)生獨(dú)立的馴化事件，產(chǎn)生了晚熟性狀。
野生荔枝在云南、海南得到馴化，為何廣東會(huì)成為荔枝生產(chǎn)第一大??？李建國(guó)表示，現(xiàn)有的包括“妃子笑”在內(nèi)的多個(gè)荔枝早熟、中熟品種，可能來自云南、海南的品種在廣東等地相遇后雜交而成，它們因基因組高度雜合具有更強(qiáng)的雜種優(yōu)勢(shì)，從而形成更好的經(jīng)濟(jì)性狀。廣東氣候條件、土壤環(huán)境適宜，產(chǎn)生了眾多優(yōu)良的荔枝主栽品種，從而成為我國(guó)最重要的荔枝產(chǎn)區(qū)。
揭示開花早晚的調(diào)控機(jī)制
作為最具嶺南特色的佳果，荔枝起源中國(guó)，栽培記錄可追溯到2300多年前。目前，荔枝產(chǎn)業(yè)是我國(guó)南方亞熱帶地區(qū)農(nóng)業(yè)的重要支柱產(chǎn)業(yè)，2021年國(guó)內(nèi)荔枝生產(chǎn)總產(chǎn)值達(dá)140億元以上。
廣東是全國(guó)荔枝第一大省，種植面積和產(chǎn)量占全國(guó)“半壁江山”。2021年，廣東制定荔枝產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展三年行動(dòng)計(jì)劃，逐步推動(dòng)荔枝從“小特產(chǎn)”升級(jí)為“大產(chǎn)業(yè)”，以荔枝產(chǎn)業(yè)“小切口”推動(dòng)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)“大變化”。
荔枝鮮果上市主要集中在每年的5月至7月，生產(chǎn)中時(shí)常出現(xiàn)果品季節(jié)性過剩，嚴(yán)重影響了荔枝種植的經(jīng)濟(jì)效益?！斑@一問題出現(xiàn)的根本原因是荔枝中熟品種多，加之兩廣地區(qū)為中緯度的中熟產(chǎn)區(qū)，開花期集中，導(dǎo)致果實(shí)成熟期相近，在短時(shí)間內(nèi)集中上市?！眹?guó)家荔枝龍眼產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系首席科學(xué)家、華南農(nóng)業(yè)大學(xué)陳厚彬研究員說。
基因組是植物性狀形成的“導(dǎo)航圖”，解碼荔枝基因組，不僅能全面提升對(duì)荔枝重要經(jīng)濟(jì)性狀形成機(jī)制的認(rèn)知，研發(fā)相應(yīng)的育種和栽培調(diào)控技術(shù)，還能為推動(dòng)其他無患子科植物如龍眼的相關(guān)研究提供重要參考。
該論文從基因組層面對(duì)荔枝開花調(diào)控機(jī)制進(jìn)行了系統(tǒng)性研究，發(fā)現(xiàn)荔枝中一段特定的DNA序列缺失，可能是導(dǎo)致荔枝不同花期形成的重要因素。
“這一段DNA序列缺失與荔枝花期早晚關(guān)系緊密。來源于云南的特早熟品種基因組有這個(gè)缺失，但來源于海南的晚熟品種中沒有。而‘妃子笑’作為特早熟和晚熟的雜交種，則是‘雜合’的缺失，也就是說‘妃子笑’的兩條同源染色體中其中一條（來源于特早熟的父本）有這個(gè)缺失，而另外一條（來源于晚熟的母本）沒有。這也正好與‘妃子笑’的開花期在特早熟和晚熟之間相對(duì)應(yīng)?！比A南農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院教授夏瑞說。
這個(gè)DNA序列缺失可以開發(fā)為簡(jiǎn)便的分子標(biāo)記，用于不同開花期荔枝品種的選育。這對(duì)荔枝針對(duì)花期和成熟期性狀的選育種工作非常有價(jià)值，因?yàn)槔笾σ赘癄€、難貯存，選育更多極早或極晚開花的荔枝新品種對(duì)延長(zhǎng)荔枝上市季節(jié)、減少市場(chǎng)季節(jié)性銷售壓力、提升荔枝種植效益非常重要，荔枝從端午節(jié)吃到中秋節(jié)不再是夢(mèng)想。文/廣州日?qǐng)?bào)全媒體記者林霞虹 通訊員陳芃辰
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