北京市農(nóng)林科學院林果所山楂研究團隊在山楂果皮顏色形成及種核硬度分子機制研究方面取得進展
時間：2025-04-15 09:43 來源：北京市農(nóng)林科學院
山楂是我國原產(chǎn)和特有的栽培果樹，其果實不僅營養(yǎng)豐富，還具有顯著的保健和藥用功效，廣泛應用于鮮食、加工和入藥。盡管山楂具有如此重要的經(jīng)濟價值和市場需求，但由于基因組數(shù)據(jù)的不足，其關鍵性狀（如果皮顏色和種子硬度）形成的分子機制知之甚少，很大程度上限制了研究者對山楂優(yōu)異性狀的深入研究，也嚴重阻礙了山楂產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
時間：2025-04-15 09:43 來源：北京市農(nóng)林科學院 近日，林果所山楂研究團隊在遺傳學領域Top期刊《Journal of Genetics and Genomics》（Q1,IF6.6）在線發(fā)表了題為“Understanding the genetic and molecular mechanisms underlying hawthorn peel color and seed hardness diversity through integrated genomic and transcriptomic analyses”的研究論文。該研究組裝了黃色硬核山楂品種‘金如意’和紅色軟核山楂品種‘軟籽’的高質(zhì)量染色體級別基因組，揭示了山楂基因組的進化特征和不同基因組中的序列結(jié)構(gòu)差異，挖掘出了調(diào)控山楂果皮顏色和種子硬度的關鍵基因，為山楂遺傳改良和分子育種提供了理論依據(jù)和技術支撐。
該研究通過使用PacBio、Illumina和Hi-C技術對‘金如意’和‘軟籽’的基因組進行了從頭組裝、注釋和比較分析，分別構(gòu)建了809.1 Mb和760.5 Mb的高質(zhì)量染色體級別基因組。比較基因組分析鑒定出兩者之間存在 360—380 萬個SNPs、850—930 萬個Indels，以及大約 30 Mb 的PAVs。進一步通過整合差異表達基因和差異積累代謝物，篩選出了與果皮顏色和種子硬度差異相關的候選基因，并通過穩(wěn)定或瞬時過表達、酵母單雜交試驗和雙熒光素酶報告試驗對其功能進行了驗證。結(jié)果證實，CpMYB114-CpANS通過調(diào)節(jié)山楂果皮中的花青素生物合成，導致果皮顏色的差異；CpMYB44-CpCOMT可以促進木質(zhì)素的生物合成，從而導致種子硬度的差異。
孟佳欣和王燕助理研究員為該論文共同第一作者，董寧光和姜鳳超副研究員為共同通訊作者。相關工作得到國家自然科學基金（32401631）、北京市農(nóng)林科學院創(chuàng)新能力建設（KJCX20251401）以及北京市農(nóng)林科學院林果所基金（LGSJJ202302）等項目資助。
