Hortic Res | 李属植物开花日期新视角：甜樱桃开花日期主效QTL精细定位

开花日期（flowering date）是一种具有广义遗传力的数量性状，研究表明其更加依赖冷需求而非热量需求，同时也是李属等果树物种的重要产业相关性状，特别是在全球变暖背景下。在甜樱桃（Prunus avium L.）中，育种策略主要在于培育早花或晚花品种。在寒冷地区需要晚花品种以避免早春的霜害；在温暖的地区，为了避免开花期间的高温，优选早花品种。由于开花日期与果实成熟日期（收获时间）紧密相关，育种者通常会寻找开花日期变化范围大的品种，特别是培育超早熟品种，其果实价格可以达到很高。甜樱桃是蔷薇科李属植物，事实上，冬季寒冷时间的减少导致甜樱桃冷需求无法满足，进而导致坐果率低，生产面临风险。因此，研究其开花日期的遗传决定十分迫切。

近日，Horticulture Research在线发表了INRAE等题为New insights into flowering date in Prunus: fine mapping of a major QTL in sweet cherry 的研究论文。

该项研究主要取得了以下三个方面的进展：

1. 利用两个群体的多年表型数据鉴定到开花日期稳定的QTL：研究使用‘Regina’和‘Garnet’作为亲本，对来自杂交的两个群体进行了QTL分析。第一个群体（n=117）进行了十年数据收集分析，而第二个群体（n=1386，表型鉴定个体数=454）对三年表型和基因型进行了评估，构建了包含1619个SNPs的新遗传图。研究鉴定到多个QTL，在不同群体中仅位于LG4上的QTL可以解释最大的表型变异。

2. 利用缩小的QTL鉴定候选基因并定量了这些候选基因的表达情况：研究在多个群体中使用竞争性等位特异扩增标记（KASP）方法使得QTL从原来的380-kb缩小到仅包含12个候选基因的68-kb区域。使用栽培品种‘Regina’的高质量基因组序列鉴定候选基因，并定义可用于标记辅助选择(MAS)的标记。这些标记可用于甜樱桃中开花日期的鉴定中。在‘Regina’和‘Garnet’中分析了几个重要候选基因如PavBOI-E3、PavSR45a和PavSAUR71从芽休眠期到开花的表达；以上基因在这两个开花日期行为不同品种中差异表达，是关键的候选基因；同时候选基因具有有趣的表达模式，与剪接和生长素反应有关。

3. 开发用于育种选择的分子标记：使用栽培品种‘Regina’和‘Lapins’以及两个系列之间杂交的种群验证4个KASP标记与开花时间的关联程度。其中两个标记的纯合个体和杂合个体表现出显著的开花日期差异，当考虑标记定义的单倍型时也出现相似的显著差异，即杂合相较纯合晚花，可作为选育不同开花时间个体的有效标记。

此项研究在多年详实数据的基础上，通过在两种不同的实验设计中使用相同的杂交来比较QTL分析，从方法学的角度为QTL相关研究提供了重要参考。同时由于李属植物基因组间良好的共线性，此研究可以一定程度上广泛应用于李属植物的花期乃至果期的研究及应用中，并为其分子育种策略提供新的视角和线索。

文章链接：

https://doi.org/10.1093/hr/uhac042

转自：植物科学SCI

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