針對富士蘋果的研究發現高產果樹背後的遺傳機制
蘋果是全球最具經濟價值的水果作物之一,在100多個國家都有廣泛種植。一些蘋果樹自然生成了緊湊型「刺型」品種,這種樹不僅產量更高,而且更易於管理。然而,這特性背後的遺傳機制一直未能釐清。美國博伊斯湯普森研究所(BTI)領導的國際研究團隊首次繪製出廣受歡迎的富士蘋果的「全階段」基因組。這份基因藍圖能夠清楚區分來自父系和母系的遺傳基因。
研究团队分析了74个富士苹果的无性繁殖品种,发现了显著的体细胞变异。这些变异是苹果树一生中发生的突变,并非遗传所得。体细胞变异能导致新性状,例如树木早熟或呈现刺型生长结构。
關鍵發現集中在名為MdTCP11的基因,該基因像「生長開關」一樣控制樹木結構。研究表明,緊湊型蘋果樹在該基因附近的DNA中存在一個微小但重要的缺失,導致基因活性增強,使樹枝更短,樹形更緊湊。此外,與標準品種相比,刺型品種的DNA甲基化程度較低。這種甲基化程度的降低進一步活化了MdTCP11基因,強化了刺型特性。
這項發現對蘋果育種意義重大。掌握這些遺傳特徵將有助於育種者開發出兼具緊湊生長和其他優良特性的新品種,例如更高的抗病能力和更高的產量。