杏仁开花性状遗传解析：整合连锁作图、QTL分析、RNA-Seq与GWAS揭示关键候选基因

为解决杏仁开花时间(FT)和开花密度(BD)遗传机制不明的问题，研究人员整合Axiom 60K SNP芯片、高密度连锁图谱和多组学数据，在194个杏仁个体中发现29个QTL和23个GWAS显著位点，鉴定出L-ascorbate oxidase-like等关键候选基因，为分子育种提供新靶点。该研究发表于《Horticultural Plant Journal》。

　　

杏仁作为全球最重要的坚果作物之一，其产量和品质与开花性状密切相关。然而，早期开花易受霜冻危害，开花密度直接影响产量，这些性状的遗传机制却尚未完全阐明。随着气候变化加剧，培育开花期适宜、高产稳产的杏仁品种成为产业迫切需求。传统育种受限于杏仁长世代周期，分子标记辅助育种虽能加速进程，但关键基因的鉴定仍面临挑战。

西班牙农业食品研究与技术中心(CEBAS-CSIC)的研究团队通过整合现代基因组学技术，在《Horticultural Plant Journal》发表重要成果。研究利用新型Axiom 60K杏仁SNP芯片对194个样本（包括80个种质资源和114个F₁后代）进行基因分型，构建了包含4,583个SNP的超高密度连锁图谱（密度0.46 cM/标记）。通过整合QTL定位、GWAS分析和重新解析的RNA-Seq数据，研究人员系统解析了杏仁开花性状的遗传基础。

关键技术包括：1）使用Axiom 60K芯片进行全基因组SNP分型；2）MAPpoly软件构建高密度连锁图谱；3）多模型GWAS分析；4）基于"Texas"参考基因组的RNA-Seq重分析；5）STRING蛋白质互作网络预测。

3.1 图谱构建
获得总长509.29 cM的连锁图谱，覆盖8个连锁群，最大间隙仅3.87 cM。与三个杏仁参考基因组比较显示，"Texas"基因组具有最佳共线性，而"Lauranne"基因组存在129个标记位置不一致。

3.3 QTL分析
鉴定出29个稳定QTL，包括10个FT-QTL（主要位于LG1、LG4）和19个BD-QTL。其中LG4的FT-QTL跨越55.71 cM，在四年数据中均显著，K值>50。

3.6 GWAS分析
通过多模型检测到23个显著SNP-性状关联，其中AX-586084033等3个SNP被两种模型共同检测到。GWAS与QTL结果相互验证，如LG4的FT关联位点与QTL区域重叠。

3.7 等位基因效应
35个SNP在F₁和种质中表现一致效应模式，如AX-586083288的AA基因型与早花显著相关。

3.8 差异表达基因
重分析PRJNA610711 RNA-Seq数据发现，864个DEGs在"Penta"品种休眠释放期表达变化显著，其中157个位于稳定QTL区。

3.9 蛋白质互作网络
构建包含97个蛋白质的互作网络，显著富集于"氧化应激响应"等生物学过程。关键节点包括：

• L-ascorbate oxidase-like（Prudul26A008435）：通过调节抗坏血酸和ROS参与休眠解除
• 赤霉素2-β-双加氧酶（Prudul26A007993）：与ABA生物合成基因NCED9互作
• UDP-glucose 4-差向异构酶（Prudul26A008619）：影响糖代谢通路

这项研究首次系统整合多组学数据解析杏仁开花性状，发现氧化还原调控、糖代谢和植物激素信号通路协同作用的新机制。鉴定的分子标记和候选基因为分子设计育种提供直接靶点，尤其对培育适应气候变化的品种具有重要意义。建立的超高密度连锁图谱填补了杏仁基因组研究工具空白，其分析方法为其他木本作物复杂性状研究提供范式。研究还揭示了不同参考基因组的质量差异，为后续基因组完善指明方向。