近日，華中農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝植物生物學(xué)教育部重點實驗室葉志彪教授團(tuán)隊通過全基因組關(guān)聯(lián)分析（GWAS）對27個株型相關(guān)產(chǎn)量性狀進(jìn)行了系統(tǒng)的高通量遺傳解析，揭示了番茄株型相關(guān)產(chǎn)量性狀的遺傳基礎(chǔ)，為番茄高產(chǎn)育種奠定了重要理論基礎(chǔ)。相關(guān)研究以“Genome-wide association study reveals the genetic architecture of 27 agronomic traits in tomato”為題，在線發(fā)表于Plant Physiology。

番茄是****大種植和消費蔬菜，也是我國**大設(shè)施蔬菜。近20年來，我國番茄種植面積趨于穩(wěn)定，但是產(chǎn)量還是穩(wěn)步提升，這主要是得益于番茄高產(chǎn)新品種和栽培新技術(shù)的廣泛推廣和應(yīng)用。目前，與產(chǎn)量直接相關(guān)的性狀（如果實大?。┮呀?jīng)得到了很好的研究，共有30多個果實大小QTL被鑒定。然而，其他與產(chǎn)量相關(guān)的性狀，如花序位置、花序結(jié)構(gòu)和葉片氣孔密度等，也對番茄的產(chǎn)量至關(guān)重要。因此，了解這些產(chǎn)量相關(guān)性狀的遺傳結(jié)構(gòu)可以為高產(chǎn)育種提供信息。

本研究首先收集了66份來自廣西西南部山區(qū)的番茄地方品種，并對其進(jìn)行了重測序。這些地方品種果實小而紅，皮薄，具有寶貴的品質(zhì)和抗性遺傳資源。群體遺傳學(xué)分析顯示廣西番茄和櫻桃番茄（S. lycopersicum var. Cerasiforme，CER）聚類到一起，正好將南美櫻桃番茄與非南美櫻桃番茄隔開。這個結(jié)果說明我國廣西番茄種質(zhì)是番茄在野生番茄在南美經(jīng)馴化后引入到我國，再經(jīng)過獨立馴化而得到的新亞組，在基因組水平上有其特異性。利用該重測序數(shù)據(jù)，結(jié)合之前已報道的539份番茄種質(zhì)的重測序數(shù)據(jù)，構(gòu)建了改良的番茄單倍型圖譜，為番茄研究和育種提供了有價值的資源。對605份（66+539）番茄資源共27個產(chǎn)量相關(guān)性狀進(jìn)行表型分析發(fā)現(xiàn)，這27個農(nóng)藝性狀之間具有較強(qiáng)的表型相關(guān)性。利用高分辨率單倍型圖譜，我們對這27個性狀進(jìn)行了GWAS，共鑒定到了129個QTL位點。進(jìn)一步對這129個關(guān)聯(lián)顯著位點與番茄馴化改良過程中的受選擇位點進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn)，在番茄育種過程中，特別是改良過程中，共有25個產(chǎn)量相關(guān)性狀對應(yīng)的51個信號位點受到人工選擇。本研究為番茄馴化改良過程中產(chǎn)量相關(guān)性狀的馴化提供了遺傳基礎(chǔ)，

對候選位點分析發(fā)現(xiàn)，除了一些功能已知的調(diào)控基因之外，我們還發(fā)現(xiàn)了很多可信度高的候選基因。例如，葉片氣孔密度的GWAS定位到一個編碼鋁活化蘋果酸轉(zhuǎn)運體的候選基因SlALMT15。利用CRISPR/cas9技術(shù)敲除SlALMT15不僅證實了其在氣孔形成中的作用，而且揭示了其在番茄干旱脅迫耐受中的重要作用。(生物谷Bioon.com）