張東(右一)和團(tuán)隊(duì)成員在蘋果苗組培實(shí)驗(yàn)室交流。 受訪者供圖

　　12月10日，記者從西北農(nóng)林科技大學(xué)獲悉：該校西北旱區(qū)果樹發(fā)育生物學(xué)團(tuán)隊(duì)聯(lián)合國(guó)內(nèi)外多家單位協(xié)同攻關(guān)，揭示了富士蘋果80余年芽變選種的基因組基礎(chǔ)，解析了短枝型變異的遺傳學(xué)機(jī)制，為提高蘋果芽變選種效率和矮化育種提供了理論指導(dǎo)和基因資源。該研究成果在線發(fā)表于《自然·通訊》。

　　占我國(guó)蘋果產(chǎn)量70%以上的主栽品種“富士”，其實(shí)是禮泉短富、玉華早富等100多個(gè)富士系芽變品種群的總稱。這些品種芽變的基因組基礎(chǔ)是什么?廣受歡迎的短枝型性狀(矮化品種)是哪個(gè)關(guān)鍵基因在起作用?這兩個(gè)長(zhǎng)期困擾我國(guó)蘋果矮化品種選育工作的難題終于被破解。

　　一直以來，常規(guī)的遺傳變異檢測(cè)基于單個(gè)參考基因組，在序列比對(duì)時(shí)會(huì)產(chǎn)生參考基因組偏好性，特別是對(duì)蘋果等高雜合度物種，變異檢測(cè)的準(zhǔn)確度會(huì)受影響。針對(duì)這一問題，研究團(tuán)隊(duì)使用長(zhǎng)讀長(zhǎng)測(cè)序數(shù)據(jù)、家系數(shù)據(jù)和Hi-C(高通量染色體構(gòu)象捕獲)數(shù)據(jù)，開發(fā)了一套體細(xì)胞變異檢測(cè)流程，降低了變異檢測(cè)過程中的假陽(yáng)性，成功排除了品種間共享的雜合胚系變異的干擾。

　　果蔬園藝作物種質(zhì)創(chuàng)新與利用全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任、華中農(nóng)業(yè)大學(xué)教授徐強(qiáng)認(rèn)為，該檢測(cè)流程精確區(qū)分了體細(xì)胞變異與雜合變異，不僅能夠服務(wù)于蘋果遺傳改良，還為果樹及無性繁殖作物體細(xì)胞變異研究提供了新的案例。

　　通過使用這些體細(xì)胞變異構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育樹，研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)短枝型性狀存在于系統(tǒng)發(fā)育樹的多個(gè)分支上，其中一個(gè)分支聚集了主要的短枝型品種，這些品種都與一個(gè)叫作MdTCP11的基因有關(guān)。

　　“這表明該基因在蘋果短枝型品種節(jié)間發(fā)育中具有重要作用。”研究團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人、西北農(nóng)林科技大學(xué)教授張東介紹，短枝型芽變品種具有樹體矮化、枝條緊湊、早果豐產(chǎn)等特性，是低消耗、高產(chǎn)出的生態(tài)友好型蘋果品種。

　　目前，該團(tuán)隊(duì)已選育多個(gè)短枝型芽變品種優(yōu)系，其中暫定名為“豐富2021”的優(yōu)系在陜西、甘肅和新疆等地試栽表現(xiàn)良好，正在申請(qǐng)國(guó)家登記。

　　利用短枝型蘋果芽變品種嫁接抗性好的喬化砧木或半矮化砧木，將迎來中國(guó)式蘋果矮化栽培革新，有力推動(dòng)我國(guó)果樹“上山上坡、利用四荒”。中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)教授韓振海認(rèn)為，該成果是蘋果品種矮化研究上取得的重要進(jìn)展，在我國(guó)應(yīng)用潛力巨大。

　　(記者 王晨曦 通訊員 靳軍)