武汉植物园在我国软枣猕猴桃多倍体基因组解析、适应性进化以及性状定位等研究中取得新进展
软枣猕猴桃（Actinidia arguta）是一种正在快速发展的新型浆果类果树，果实虽小，但果皮光滑无毛，可带皮食用。除了丰富的营养物质，软枣猕猴桃具有润肠通便及提高免疫力等营养价值、以及高抗寒性和抗病性等独特的生物学性状，武汉植物园净果猕猴桃育种研究团队正积极推动软枣猕猴桃作为新型鲜食水果或功能食品的商业化种植。2023年，软枣猕猴桃种植面积已突破10万亩，有望成为下一个热点浆果产业。但目前对这一复杂多倍体资源的整体科学评价、保护和深度挖掘还十分缺乏。
近日，武汉植物园净果猕猴桃遗传育种研究团队联合园艺植物基因组与分子改良研究团队及兰州大学等科研机构，在Plant Communications在线发表了题为“Genome assembly of autotetraploid Actinidia arguta highlights adaptive evolution and dissects important economic traits”的研究成果。
该研究构建了高质量的软枣猕猴桃四倍体雄株基因组，并确定了其为同源四倍体以及四倍体形成时间。该研究收集了覆盖我国、日本以及俄罗斯在内几乎所有原生地的软枣猕猴桃自然种群，通过群体遗传学分析确定了受到秦岭-淮河地理阻隔的南北两个亚群，鉴定了南北亚群间的分化时间、基因流、种群扩张事件。该研究还通过模拟、重建古气候环境数据，首次揭示22000年以来不同历史阶段气候对基因组的选择位点。研究人员还利用该基因组平台，定位了软枣猕猴桃Y染色体（性别决定区）位置——3号染色体，鉴定了参与性别建成的候选基因及相关网络。同时，结合多组学技术筛选到三个果实快速软化关键基因：AaCEL1、AaPME1、AaDOF1。
该研究第一次全面深入评价了我国优势植物资源——软枣猕猴桃的遗传多样性及遗传格局，为软枣猕猴桃分子生物学研究及遗传改良奠定了基因组学和资源遗传信息平台，是近年来我国猕猴桃科学研究领域的重要进展。
武汉植物园净果猕猴桃遗传育种课题组鲁雪梅博士，园艺植物基因组与分子改良课题组於晓芬博士、兰州大学李国强教授、武汉植物园博士研究生曲明昊为论文共同第一作者，武汉植物园王彦昌研究员、新西兰皇家植物与食品研究院吴金虎博士、武汉植物园高磊研究员、中国环境科学研究院刘勇波研究员为论文共同通讯作者。
本研究得到了国家重点研发计划项目(2019YFD1000202)，中国生态环境部生物多样性调查观测与评估项目(2019HJ2096001006)，中国科学院国际合作项目(151542KYSB20210004)，中国科学院科技服务网络区域重点项目(KFJ-STS-QYZD-192)，国家自然科学基金项目(31372031)等多个项目的共同资助。
论文链接
图1 软枣猕猴桃果实
图2 四倍体软枣猕猴桃基因组特征
图3 软枣猕猴桃群体进化分及其与古气候关联分析
图4 软枣猕猴桃果实快速软化和性别定位相关结果
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