西北农林科技大学PLOS Genetics发表红枣基因组测序结果

　　

生物通报道：高品质的干枣基因组序列，以及从其近缘种树木的基因序列，能够阐明这种人类已经种植超过7000年的古老果树的驯化历史。

近期，西北农林科技大学与美国康奈尔大学Boyce Thompson植物研究（BTI）以及北京林业大学的研究人员合作，对中国干枣进行了基因组测序，相关结果发表在12月22日的《PLOS Genetics》，确定了与果实糖含量和水果酸含量相关的基因组区域，这些都是枣引种驯化的关键因素。研究人员还鉴定了与果肉质地以及繁殖适应性相关的基因。参与培育改良枣树品种这个缓慢过程的育种家，可以利用这些序列帮助指导未来的育种决策。

西北农林科技大学红枣首席专家李新岗教授和北京诺禾致源生物信息科技有限公司的张金波（音译，Jinbo Zhang）是本文共同通讯作者。

红枣是中国和亚洲其他地区以及加勒比海的一种流行的干果。每年仅中国就生产了超过四百万吨的干枣，占世界总产量的百分之80。用于鲜食的红枣品种有着更清脆的果肉质地，而干枣往往肉质较粗。

在这项研究中个，研究人员构建了干枣的基因组序列，并将其与来自31个野生和栽培枣品种的序列进行了比较。当研究人员将干枣的基因组与鲜枣的基因组（2014年由另一组研究人员进行了测序）进行比较时，他们发现了与细胞结构相关的基因存在一些差异。

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BTI副教授Zhangjun Fei 指出：“许多参与细胞壁代谢的基因，在这两个物种之间发生了变化。干枣和鲜枣之间，细胞壁结构是完全不同的。”

他们还鉴定了与所有栽培品种果实较高含糖量和较低酸含量相关的基因组区域。在枣树的驯化过程中，这些“选择性清除（selective sweeps）”是人类一致选择更甜和不酸果实的基础。

该基因组为枣树育种工作者提供了基础，他们希望能够改善枣果实或果树，并将新特性引入栽培品种。

Fei说：“树的繁殖和驯化比蔬菜要困难得多，因为这是一个漫长的过程。从种子到果实一代有时需要几年的时间。”

另一个问题是亲和性。不是所有的品种都能成功杂交。为了帮助这一问题，研究人员确定了参与自交亲和性的基因组区域，称为S位点。他们在不同枣品种中研究了这一区域的序列模式，以为杂交的亲本选择提供指导，这是传统育种的第一步。

这项研究的结果对于培育其他的水果品种也有帮助，比如苹果，繁殖周期长，只需糖、酸和果肉质地的适当混合，就可以培育出美味而有销路的水果。

（生物通：王英）

注：李新岗，男，1963年12月出生，陕西富平人。教授，博士，森林保护和野生动植物保护与利用学科点博士生导师，森林保护和经济林专家。现为林学院林业研究所所长，林学系副主任；兼任国家林业局黄土高原林木培育重点实验室副主任，陕西省红枣研究中心主任，陕西省林木品种审定委员会委员，陕西省“三•五”人才。2013年享受国务院政府特殊津贴。

生物通推荐原文摘要：
The Jujube Genome Provides Insights into Genome Evolution and the Domestication of Sweetness/Acidity Taste in Fruit Trees
Abstract：Jujube (Ziziphus jujuba Mill.) belongs to the Rhamnaceae family and is a popular fruit tree species with immense economic and nutritional value. Here, we report a draft genome of the dry jujube cultivar ‘Junzao’ and the genome resequencing of 31 geographically diverse accessions of cultivated and wild jujubes (Ziziphus jujuba var. spinosa). Comparative analysis revealed that the genome of ‘Dongzao’, a fresh jujube, was ~86.5 Mb larger than that of the ‘Junzao’, partially due to the recent insertions of transposable elements in the ‘Dongzao’ genome. We constructed eight proto-chromosomes of the common ancestor of Rhamnaceae and Rosaceae, two sister families in the order Rosales, and elucidated the evolutionary processes that have shaped the genome structures of modern jujubes. Population structure analysis revealed the complex genetic background of jujubes resulting from extensive hybridizations between jujube and its wild relatives. Notably, several key genes that control fruit organic acid metabolism and sugar content were identified in the selective sweep regions. We also identified S-locus genes controlling gametophytic self-incompatibility and investigated haplotype patterns of the S locus in the jujube genomes, which would provide a guideline for parent selection for jujube crossbreeding. This study provides valuable genomic resources for jujube improvement, and offers insights into jujube genome evolution and its population structure and domestication.