从基因组到超市货架:破解中国樱桃

　　

随着四倍体中国樱桃基因组的成功解码，园艺基因组学达到了一个重要的里程碑。

这项研究为影响果实硬度的遗传因素提供了重要的见解，果实硬度是提高樱桃市场吸引力和运输耐久性的关键性状。通过揭示假樱李的遗传复杂性，该研究为有针对性的育种策略铺平了道路，这些策略可以提高果实质量并扩大这种重要经济作物的商业潜力。

中国樱桃(Prunus pseudocerasus)因其经济和营养价值而受到高度重视，但其柔软的果实质地对市场构成了挑战。由于该物种具有复杂的四倍体基因组和高遗传杂合性，传统的育种方法难以增强该性状。由于果实硬度是一个关键的品质因素，了解其遗传基础已成为育种者的优先事项。这些挑战凸显了对中国樱桃果实硬度的遗传机制进行深入研究的必要性。上海交通大学的一个研究小组成功地组装了中国樱桃品种“诸暨短柄”的第一个染色体水平、单倍型解析基因组，并于2024年7月8日发表在《园艺研究》杂志上(DOI: 10.1093/hr/uhae142)。

利用先进的测序技术，如PacBio HiFi、Oxford Nanopore和Hi-C，该研究解码了这种四倍体物种的高度杂合基因组。这些发现对果实硬度的遗传决定因素提供了重要的见解，为旨在改善中国樱桃商业性状的育种计划提供了宝贵的资源。该研究解决了中国樱桃基因组四倍体特性带来的挑战，通过使用最先进的测序技术实现了高质量的基因组组装。通过比较肉质柔软的“诸暨短柄”和肉质坚硬的“黑珍珠”甜樱桃，该研究强调了果胶、纤维素和半纤维素在决定果实质地方面的关键作用。“诸暨短柄”的柔软质地与成熟过程中细胞壁的加速降解有关，特别是在果胶基质中。两个基因GalAK-like和Stv1被确定为这一过程的关键调控因子，在两个品种之间表现出显著的表达差异。这些基因参与果胶的生物合成和修饰，是未来遗传改良的有希望的目标。该研究加深了我们对中国樱桃果实硬度分子机制的理解，为提高这一重要性状的选择性育种提供了基础。

首席研究员Caixi Zhang博士强调了这一基因组成就的重要性:“中国樱桃单倍型分解基因组的组装是园艺基因组学的重大进步。确定影响果实硬度的遗传因素使我们能够采取有针对性的育种策略，这对增加中国樱桃的商业吸引力至关重要。这项研究不仅丰富了我们对樱桃遗传学的知识，而且为育种者提供了一个关键的工具，旨在开发更结实、更适销对路的品种。”

本研究结果对未来中国樱桃栽培具有重要意义。利用新发现的果实硬度遗传标记，育种者可以培育出质地增强、适合长途运输和全球分布的品种。这项研究为中国樱桃的精准育种奠定了基础，有可能提高该作物的商业价值，并确保其在国内和国际市场上的竞争力。本研究的技术和见解也可以应用于其他水果作物，有助于对坚固性和其他品质性状进行遗传改良。

Haplotype-resolved genome assembly for tetraploid Chinese cherry (Prunus pseudocerasus) offers insights into fruit firmness