蔬菜功能基因创新团队又获重要成果

                                            －番茄变异组研究重要成果于《自然?遗传学》杂志发表
        中国农业科学院蔬菜花卉所研究员、深圳农业基因组所副所长黄三文领导的国际番茄变异组研究团队通过对世界各地的360份番茄种质进行了重测序分析，构建了完整的番茄遗传变异组图谱，为揭示番茄的进化历史、基因挖掘和分子育种奠定了基础。最新研究成果以长篇幅论文在线发表于10月13日《Nature Genetics（自然?遗传学）》杂志上。该研究是继2012年完成番茄全基因组序列图的绘制后另一重要成果，来自中、美、法、意、以和瑞士的多个研究团队联合对番茄展开了更为全面和深入的探索。
        番茄起源于南美洲的印地斯山脉，随着人类迁移和驯化逐渐传到中美洲和墨西哥一代，16世纪传到欧洲，在随后的几百年中番茄被传播到世界各地。如今番茄已经为品种多样，世界范围内普遍种植的第一大蔬菜作物，联合国粮农组织估计全球番茄的总价值为550亿美元。在科研上，番茄也是研究植物遗传、发育和生理的重要模式系统。
        今天我们食用的大果栽培番茄是由野生番茄驯化而来的，野生番茄果实非常小，重量仅有1-2克，经过人工的长期驯化，现代栽培番茄的果重是其祖先的100多倍。然而，番茄果实变大的人工驯化过程一直未有全面研究。通过群体遗传学分析，该研究揭示了番茄果实变大经历了醋栗番茄－樱桃番茄－大果栽培番茄的两步进化过程，分别有5个和13个果实重量基因受到了人类的定向选择。
        番茄在世界各地广泛的种植，由于不同的消费习惯产生了不同类型的分化。本研究运用了群体分化这一分析算法，发现了第五号染色体是决定鲜食番茄和加工番茄差异的主要基因组区域，此区域含有多个控制番茄可溶性固形物和果实硬度的基因，这些基因赋予了加工番茄显著的特征。此外，通过全基因组关联分析，发现了决定粉果果皮颜色的关键变异位点，此位点的变异导致SlMYB12基因启动子区域的缺失，进而影响该基因的表达，从而使得成熟的粉果番茄果皮中不能积累类黄酮。我国北方消费者偏好粉果番茄，这一发现为培育粉果番茄品种提供了有效的分子育种工具。
        在现代的番茄育种中，野生种质资源被广泛的应用，通过比较基因组学， 该研究准确地界定了野生渐渗片段在栽培番茄基因组中的位置和长度。分析发现，番茄的驯化和野生资源的利用共导致了约25%（200Mb）的基因组区域被固定，这严重的限制了番茄的进一步改良，番茄基因组框架的重新构建将是番茄改良的新途径。
        “‘温故而知新’，变异组研究不仅有助于了解番茄育种的历史，也为未来番茄育种指明了方向。” 黄三文研究员说。“变异是遗传育种的基础，后续研究将进一步阐明番茄重要农艺性状的遗传和分子机理，并为全基因组设计育种打下坚实的基础。”
        该研究是中国农业科学院蔬菜花卉研究所功能基因组创新团队近年来在《Nature》、《Nature Genetics》、《PNAS》、《PLoS Genetics》等刊物上发表多篇研究论文后，又一次在国际知名杂志发表的重要研究成果。所长杜永臣认为必须借助基因组学研究，努力提高我国蔬菜育种的核心竞争力，促进民族种业的跨越性发展。
        本研究得到了国家“973”计划、国家杰出青年科学基金、“863”计划、农业部和中国农业科学院科技创新工程等项目的资助。深圳市政府和大鹏新区政府对本项目的开展也提供了有力支持。