封面文章 | 湖南省农科院园艺所在‘锦和’冰糖橙无性系变异和果实大小发育研究取得重要进展
经Horticulture Research编委会专家评审，湖南省农业科学院园艺研究所/岳麓山实验室果树品种创制中心联合华中农业大学果蔬园艺作物种质创新与利用全国重点实验室和中国农业科学院深圳农业基因组所合作完成的题为Phased genomics reveals hidden somatic mutations and provides insight into fruit development in sweet orange的研究论文当选2024年2月封面文章。
柑橘既是世界也是我国第一大果树。柑橘中橘和柚之间多次杂交，形成了基因组高度杂合的甜橙。甜橙栽培种的多样性主要是无性系变异导致。前期研究基于甜橙无性系的基因组重测序，结合体细胞变异图谱揭示了甜橙起源于中国，向世界传播的路线图(Nature Plants, 2021)。然而，由于高度杂合的遗传背景，体细胞变异在基于单一参考基因组的检测和基因分型过程中常被忽视。当下，芽变选种是甜橙品种选育的主要方式，那么体细胞变异在农艺性状形成上是如何发挥作用的呢？
图1 大果芽变‘锦和’与对照‘锦红’果实表型差异
图2甜橙体细胞变异及表达特征分析
该研究从头组装了二倍体‘锦红’冰糖橙的高质量单倍型基因组。与前期参考基因组比较，本研究组装出了10.6%的新序列。甜橙基因组的两套单倍型具有显著序列差异，干扰了体细胞变异的准确检测。本研究开发出一种基于单倍型鉴定体细胞变异的方法，结合甜橙无性系的基因组重测序数据，构建了二倍体甜橙体细胞变异的完整图谱。通过对一组遗传背景高度一致、果实大小差异显著的体细胞变异品种‘锦和’冰糖橙进行转录组测序分析。结合体细胞变异图谱和等位基因特异表达分析，锁定了与果实大小发育紧密相关的杂合体细胞变异，对于甜橙育种改良具有重要意义。
‘锦和’冰糖橙是湖南省农业科学院园艺研究所最新选育的高糖低酸、优质大果型冰糖橙新品种。2023年11月28日中国柑桔学会组织相关专家对该新品种进行了现场测产和综合评议，测量结果显示其平均单果重超过200克，平均纵横径均超过70毫米，无核、低酸，风味较‘锦红’浓郁。专家组一致认为‘锦和’冰糖橙遗传性状稳定，果大、味浓、综合性状优良，是一个有发展前景的优系。本研究为我国地方特色良种冰糖橙新品种选育提供了理论指导，同时为柑橘果实大小发育研究提供了参考。
作者团队介绍：
湖南省农业科学院园艺研究所为第一完成单位，园艺所陈鹏研究员和华中农业大学徐强教授为论文的共同通讯作者，中国农业科学院深圳农业基因组所博士后王楠，园艺所许园园为论文的共同第一作者。华中农业大学邓秀新院士、伊华林教授和Robert M. Larkin教授，基因组所周永锋研究员，园艺所李先信研究员、郭玲霞博士等参与了该研究。该研究得到国家重点研发项目（2022YFF1003100，2019YFD1001400）、湖南省农业科技创新资金项目（2022CX127，2023CX71）和湖南省自然科学基金项目（2021JJ40308）资助。
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