园艺研究:酸浆果实进化发育的基因组变异机制研究进展

资料来源：植物研究所，2021-12-04 18:02

茄科酸浆属植物的宿萼在受精后随着浆果的发育而迅速膨大，形成包裹浆果的创新形式“中国灯笼”或膨胀萼综合征(ICS)。然而，酸浆果实形态、生化特性和起源背后的遗传基础仍有待探索。中国科学院植物研究所研究员何等人合作完成了毛酸浆基因组群。

茄科酸浆属植物的宿萼在受精后随着浆果的发育而迅速膨大，形成包裹浆果的创新形式“中国灯笼”或膨胀萼综合征(ICS)。然而，酸浆果实形态、生化特性和起源背后的基础仍有待探索。

中国科学院植物研究所研究员何等人合作完成了毛酸浆的基因组组装，并在染色体水平上分析了毛酸浆属植物的第一个参考基因组，大小为~1.40 Gb，重叠群N50~4.87 Mb，预测蛋白编码基因32075个，重复序列和杂合度为82.24%。研究发现，SEP样MADS-box基因MBP21亚片段的缺失可能是导致“中国灯笼”起源的关键突变，这与以往研究发现的MADS-box基因MPF2的异位表达突变共同促成了酸浆中ICS的起源。基于已有的功能证据，研究者提出了“中国花灯”形态创新起源的原创模式，即“男性生育力遗传侵蚀-修复”模式。该模型解释了进化过程中新性状的新机制，即一个突变补偿另一个有害突变的结果。还发现角鲨烯环氧酶(SQE)基因家族的显著扩展可能与酸浆果实中特定甾体化合物的产生和多样化有关。该研究揭示了遗传变异如现有基因的募集、基因复制和丢失在果实性状进化中的重要性，为茄科作物的进化化学和育种提供了宝贵的基因组资源。

研究结果发表在《园艺研究》上。该研究得到了国家自然科学基金和中国科学院战略试点科技项目的资助。(100yiyao.com)

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