蟠桃肉質細膩、甘甜味鮮、食用方便,深受人們喜愛。
蟠桃扁平果形受位于第6號染色體上S位點的單基因控制,但其遺傳機理尚不清楚。中國科學院植物種質創新與特色農業重點實驗室果樹分子育種學科組科研人員在韓月彭研究員帶領下研究發現S位點下游1.7 Mb大片段DNA的位置顛倒(染色體倒位)是導致桃扁平果形成的遺傳基礎(下圖)。對727個桃品種進行基因分型,結果表明這種大片段的染色體倒位現象只出現在蟠桃中,但未在圓桃中發現。倒位的近端斷點和遠端斷點分別包含三個堿基的缺失和兩個堿基的插入,這暗示該染色體倒位是染色體雙鏈斷裂后經非同源末端連接(NHEJ)途徑形成的錯誤連接。倒位近端斷點上游3.1 Kb處有一個編碼卵形家族蛋白基因PpOFP1,該基因在桃果實發育早期高水平表達會抑制果實的垂直伸長,導致扁平果形的形成,反之,低水平或不表達則形成圓形果。除PpOFP1外,促進果實伸長的PpTRM17等基因可能也參與桃果形發育形成一個基因調控網絡。此外,對桃野生近緣種S位點進行基因分型發現,染色體倒位現象只存在于新疆桃,但未在光核桃、甘肅桃和山桃等野生資源中發現,該結果不僅證實了蟠桃起源于中國,而且為“新疆是栽培桃馴化起源地”這一推論提供了證據。
研究成果以“A 1.7-Mb chromosomal inversion downstream of a PpOFP1 gene is responsible for flat fruit shape in peach”為題發表于Plant Biotechnology Journal,該研究既對認知果樹突變性狀的形成具有理論意義,又為桃等果樹的果形改良提供了工具。
論文連接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/pbi.13455
導致蟠桃扁果性狀形成的染色體到位示意圖