近日，中國農業科學院鄭州果樹研究所（以下簡稱鄭果所）特色漿果與干果種質改良課題組在國際期刊《植物生物技術雜志》（Plant Biotechnology Journal）上發表研究論文，該研究組裝了首個石榴端粒到端粒（T2T）參考基因組圖，揭示了控制石榴果皮顏色和籽粒硬度等重要經濟性狀形成的遺傳機制，建立了石榴基于CRISPR-Cas9的基因敲除體系，為石榴分子育種體系的建立奠定了基礎。
石榴。中國農科院鄭果所供圖
該研究完成了無間隙基因組組裝，完整的石榴T2T基因組包含8條染色體，基因組大小為366.71 Mb，預測編碼蛋白基因32158個。基于T2T基因組和熒光原位雜交分析，發現石榴非典型端粒重復單元為TTTTAGGG，是第五個報道的具有此類端粒結構的物種，也是唯一具有該特征的被子植物。同時，在其他千屈菜科植物中也發現了非典型端粒序列TTTTTTAGGG，進一步表明端粒重復單元特殊性可能在千屈菜科物種進化中發揮關鍵作用。
該研究基于146份種質進行全基因組關聯分析（GWAS），共鑒定出15個重要農藝性狀的相關聯位點16個，其中1號染色體37.2 kb的染色體易位打斷了PgANS基因編碼序列，導致葉片、花朵和果實（果皮和籽粒）花青素缺失；PgANR基因啟動子區域特有的重復序列擴增影響了其表達量進而導致紫色果皮的形成。該研究還揭示，石榴籽粒硬度由內種皮厚度決定。
石榴果皮。中國農科院鄭果所供圖
該研究得到了國家自然科學基金、國家重點研發計劃、河南省自然科學基金、中國農業科學院科技創新工程等項目資助。
相關論文信息：https://doi.org/10.1111/pbi.70107
