2025-02-24 10:30:18
朝天椒的果實為何向上生長？甜椒本來就沒有辣味嗎？近日，一項新的研究，構(gòu)建了野生和栽培辣椒的高質(zhì)量基因組圖譜，揭開了辣椒性狀演化奧秘。該研究由中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所（以下簡稱“蔬菜花卉所”）科研團隊完成，相關(guān)成果以封面論文形式刊登在《自然·植物》上。
辣椒是我國播種面積最大的蔬菜作物之一，年種植面積超2000萬畝。辣椒屬包含30多個種，包括廣泛栽培的一年生辣椒等5個栽培種和眾多野生種，遺傳多樣性豐富，但演化路線尚不明確。
論文通訊作者、蔬菜花卉所研究員程鋒介紹，利用新型測序技術(shù)，科研人員完成了5個栽培種及6個野生種的高質(zhì)量組裝，其中兩個基因組實現(xiàn)了“端粒到端?！钡耐瓿蓤D，從而找到了破解辣椒家族生命演化的密碼。
辣椒祖先有多少染色體？學(xué)界一直沒有定論。得益于多個高質(zhì)量基因組圖譜，科研人員通過重建辣椒屬的祖先模型，明確了其原始核型為12對染色體。轉(zhuǎn)座子被稱為“基因組活躍分子”，進一步研究還發(fā)現(xiàn)，不同辣椒基因組中的轉(zhuǎn)座子爆發(fā)事件有明顯差異。這些轉(zhuǎn)座子引發(fā)了大量的基因組結(jié)構(gòu)變異，直接參與塑造辣椒的多樣性表型。例如，中國辣椒的果實主要為朝下，然而，調(diào)控果實朝向基因的啟動子區(qū)域出現(xiàn)了缺失，改變了基因表達，使得一些辣椒果實從朝下變?yōu)槌稀?/p>
通過構(gòu)建完整的辣椒單體型圖譜，科研人員還發(fā)現(xiàn)，一年生辣椒通過“基因借力”不斷優(yōu)化性狀。比如，通過與姊妹物種灌木辣椒雜交，豐富了遺傳多樣性；部分甜椒引入中國辣椒的抗病基因以抵御辣椒輕斑駁病毒；通過逐步選擇辣味Pun1基因的特定單體型，實現(xiàn)了從辛辣到甜美的轉(zhuǎn)變?！斑@些發(fā)現(xiàn)如同繪制了辣椒育種的‘導(dǎo)航圖’，為提升優(yōu)良品種選育效率提供了新思路。”論文共同通訊作者、蔬菜花卉所研究員王立浩說。
“這項研究有力展示了我國辣椒領(lǐng)域的原始創(chuàng)新能力?！崩苯酚N專家、中國工程院院士鄒學(xué)校認為，成果對于推動辣椒育種從“經(jīng)驗驅(qū)動”到“數(shù)據(jù)驅(qū)動”的轉(zhuǎn)型具有重要指導(dǎo)意義。
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