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作者:Jason Londo 来源:《国家app院院刊》 发布时间:2021/6/3 14:50:06
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葡萄开出“完美花朵”

 

今天的育种者试图培育新品种,生产出口感更好、抗病能力更强的葡萄,往往需要2~4年时间才能知道它们是否拥有“完美花朵”的基因成分。

在葡萄驯化历史中,雌雄同体花的进化是一个关键特征。现在大多数栽培葡萄都是雌雄同体的,而所有野生葡萄属的成员只有雄花或雌花。

雌花坐果,但产生不育花粉;雄花有花粉,但没有果实。而“完美花朵”同时携带两性基因并能自花授粉。这些雌雄同体的品种通常会产出个头更大、味道更好的果簇,研究人员也将它们用于额外的杂交育种。

现在,美国康奈尔大学与加州大学戴维斯分校的app家合作,鉴定出决定葡萄花性别的DNA标记。这个过程中,研究小组还确定了“完美花朵”的基因起源。相关成果近日发表于美国《国家app院院刊》。

“这是第一个表明葡萄花性别有多个独立起源的基因组证据。”该研究通讯作者、美国农业部农业研究服务局遗传学家Jason Londo说。

他表示:“这项研究对育种和生产非常重要,因为我们设计了遗传标记,可以告知每棵葡萄树确切的性别特征。这样一来,育种者就可以只选择他们未来想要的组合。”

随着育种家试图将野生种的抗病基因纳入新的育种品系中,筛选幼苗性别的能力变得越来越重要。由于葡萄的性别不能仅从种子来确定,育种家花了大量时间和资源来种植葡萄,结果几年之后才知道它们是单性别的,只好就此将其抛弃。

在这项研究中,研究小组检测了数百个野生和栽培葡萄基因组的DNA序列,以确定雄性、雌性和雌雄同体品种的独特性别决定区域。他们将现存的两性DNA追溯到两个独立的重组事件,发生在600万至8000年前某个时间点。

Londo的理论是,古代的葡萄种植者偶然发现了一些高产的葡萄树,并为了自己的需要收集了种子或插条——“冻结”了今天使用的栽培葡萄雌雄同体花特性。

酿酒葡萄和鲜食葡萄的存在得益于一种非常罕见的基因交换。在过去的600万年里,这种交换在自然界只发生过两次。许多酿酒葡萄都可以追溯。赤霞珠、赤霞珠、梅洛和汤普森等品种来自第一次,比诺家族、长相思和佳美起源于第二次。

霞多丽和雷司令的独特之处在于,它们携带着来自两次事件基因库的基因。Londo称,这表明古代的葡萄栽培者在这两个基因库之间进行了杂交,培育出了一些今天最重要的品种。

记录鉴定雄花、雌花和“完美花朵”的遗传标记,最终将有助于加快品种发展,并降低育种成本。

“葡萄DNA标记被识别得越多,就有越多的育种家利用其促进葡萄酒和葡萄明升发展。”论文合著者、康奈尔大学园艺学和植物育种遗传学教授Bruce Reisch说,“现代基因测序技术和多机构研究合作是让种植者、消费者获得更好葡萄的关键。”(来源:明升中国app报 王方)

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