核心种质|中国李缘何能“四海为家”


核心种质|中国李缘何能“四海为家”
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▲中李6号
核心种质|中国李缘何能“四海为家”
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▲不同品种的中国李 受访者供图
采访人员 张晴丹
中国李适应性很强,是全球商业化栽培最广泛的李种之一,具有较高的经济价值与生态价值 。中国李果子虽小但产业不小,其对我国果树产业发展有重要意义 。
但是,过去我国对特色果树种质资源、育种和产业技术重视、研究不够,所以中国李的产业化程度较低、单产远不及其他果树,李在大家的认知中也逐渐被归为小杂果类 。相关科学研究亟待突破 。
近日,中国农业科学院郑州果树研究所(以下简称郑果所)李杏种质改良团队与桃种质资源团队联合破译了中国李高质量基因组,并且揭示了中国李起源与驯化特征,为中国李重要经济性状改良奠定遗传学基础 。该成果是郑果所在“李属基因组计划”方面取得的又一重要进展,发表于《植物学杂志》 。
完整度与精确度最高
据史料记载,远在5000~6000年前,我们的祖先就采食李果 。而李的栽培历史至少有3000年,是我国传统的“五果”(桃、李、杏、枣和板栗)之一 。
【核心种质|中国李缘何能“四海为家”】“李是分布最广泛的果树之一,我国几乎各省区市均有野生李或栽培李 。”该论文第一作者、郑果所黄振宇博士在接受《中国科学报》采访时介绍 。
据联合国粮食及农业组织2019年统计,我国李栽培面积约198万公顷,产量约680万吨,在北方落叶果树种类中,栽培面积仅次于苹果(222万公顷),高于梨(95万公顷)、桃(78万公顷)和葡萄(77万公顷),是我国重要的落叶果树种类之一 。虽然其栽培面积大,但很多是自然分布或野生半栽培状态 。
基于中国李的重要性,在相关的科学研究严重滞后的情况下,科研人员急需加大工作力度,这其中就包括基础性的李基因组学研究 。
组装基因组时,要么选择在遗传上有重要地位的品种,要么选择品质有特征的品种 。研究团队选择了在品质中非常有代表性、由郑果所李杏种质改良团队自主选育的品种——“中李6号”作为基因组组装对象 。
研究团队首先利用二代、三代以及Hi-C等测序技术绘制了“中李6号”的基因组图谱,基因组组装至染色体水平,共有8条染色体,基因组大小为318.6 Mb,Contig N50为2.3 Mb,并注释了27481个高质量基因,基因组完整性高达98% 。
“这是目前完整度与精确度最高的中国李参考基因组,为深度解析中国李基因组变异规律、分子育种及优异基因发掘奠定了重要基础 。”黄振宇表示 。
从遗传学层面证实起源地
关于李的发源地研究一直在进行,已有前人开展系列研究推测李起源于中国 。
比如李种质资源考察在云贵川一带发现李野生群落的分布;孢粉学研究发现南方品种花粉形态特征较北方品种更为原始;大规模表型分析发现南方品种表型变异幅度比北方品种更大……这些发现初步证明中国李起源于我国南方长江流域 。
有记载称中国李先引入日本,再由日本引入美国,其育种工作在美国经历了一段时间的快速发展 。但是国际上常将中国李称为日本李,在黄振宇看来,起源于中国,还是应该叫中国李 。
要印证这一点,就一定要从遗传学方面提供有力证据 。借助于测序技术的发展,为了利用高精度的基因组学数据来推测中国李的起源中心,研究团队以“中李6号”高质量基因组为参考,对74份中国李核心种质的全基因组高深度重测序数据进行分析,这些种质由地方品种与育成品种构成 。

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