桃是世界上分布最廣泛的栽培果樹之一，位居落葉果樹前3位，其鮮果食用、果汁和罐頭加工制品一直深受消費者喜愛。隨著社會對其果實和相關制品需求量的進一步增加，如何高效快速地培育優良桃品種是目前產業發展的瓶頸。因此，開展桃的功能基因組學研究，無疑有助于促進育種和產業的發展。
武漢植物園果樹分子育種學科組深入開展了桃功能基因組學研究，并取得一系列進展。該課題組王魯等研究人員通過RNA-seq測序技術，進行了目前文獻報道的桃的最高通量轉錄組測序。該項目建成不同品種花、葉、果等組織的11個RNA樣品庫，完成21.5G的測序量，獲得含有完整編碼區序列信息的基因超過25000個，其中超過2000個在桃基因組測序和注釋中未被發現，屬于新發現的基因。相關基因的可變剪切形式、表達量均得到了充分的分析結果。另外從全部的轉錄基因序列信息中分析得到簡單重復序列（SSR分子標記）17979個；各不同基因型之間對比得到的SNP分子標記約一萬個。這些序列信息、表達情況以及分子標記將有助于通過遺傳圖譜進行桃的關鍵農藝性狀QTL定位，并開發與優異性狀緊密連鎖的分子標記，應于用桃分子標記輔助育種。相關論文以“Deep RNA-Seq uncovers the peach transcriptome landscape”為題發表于國際植物重要期刊植物分子生物學（Plant Molecular Biology）上。
同時，該學科組通過對紅葉桃、普通桃相關基因序列、表達情況的比較分析，發現光呼吸相關的信號通路部分基因（GDCH 和GOX）在遮光、熱脅迫處理以后表達量上升，而花青素相關的結構與調節基因則呈下降趨勢。在擬南芥的花青素合成結構基因chi的突變體中發現，雖然該突變體不能積累花青素，但在相關條件下，GDCH 和GOX基因同樣出現表達上調。這些結果表明光呼吸信號途徑中的部分基因可能是花青素合成和積累途徑的拮抗調節因子。該結果以“Coordinated regulation of anthocyanin biosynthesis through photorespiration and temperature in peach (Prunus persica f. atropurpurea)”為題，在林業科學重要SCI期刊Tree Genetics & Genomes（JCR專業領域排名top10%）上發表。
圖1 桃轉錄組基因和轉錄因子的分類及其組織表達特性
圖2 紅葉桃葉不同發育時期中花青素含量及相關代謝途徑基因的動態變化
