桃资源与育种团队发现控制桃需冷量的关键基因

近日，中国农科院郑州果树研究所桃资源与育种团队利用基于结构变异的全基因组关联分析，发现了控制桃需冷量的关键基因 Pp  DAM6 ，并基于此开发了低需冷量育种标记；需冷量是桃的重要农艺性状，低需冷量是南方和设施桃产业发展的核心科学问题，本研究结果为低需冷量分子育种提供了保障。相关成果于5月22日发表在国际知名植物学研究期刊《植物生理学》（Plant Physiology）。

需冷量是打破落叶果树休眠的必要条件，需冷量不能满足会导致花期晚、花期持续时间长甚至不能开花，从而降低产量和果实商品性。桃是对需冷量需求极为严格的树种，是研究需冷量基因的优异材料。前人研究已经定位了多个需冷量QTL，但是控制需冷量的关键基因尚不明确。本研究以345份不同需冷量的桃自然群体种质为材料，利用全基因组结构变异GWAS分析，鉴定到了一个控制需冷量的主效基因 PpDAM6 ，该基因启动子区的30-bp结构变异与需冷量表型高度相关，30-bp缺失仅存在于低需冷量品种中，并基于此开发了低需冷量分子标记；此外，研究还发现 PpDAM6 通过介导下游ABA生物合成基因的表达和胼胝质的沉积，影响休眠的解除。研究结果进一步丰富了需冷量主效基因对休眠调控的分子机制认知，同时也为育种家培育低需冷量桃品种提供重要的基因和变异资源。

桃资源与育种团队自上世纪80年代起国内率先开展需冷量研究，经过40多年攻关，确立了桃需冷量的适宜评价模式，阐明了低需冷量种质的遗传和生物学特点，提出了利用降低品种需冷量、缩短童期、提高早期丰产性的育种理论；首次收集、引进、发掘低需冷量桃优异种质30份，支撑培育低、低中需冷量品种34个，显著降低了主栽品种的需冷量，扩展了我国桃栽培南限，并育成了我国设施桃主要栽培品种；系统研究了打破休眠的生理机制以及需冷量对桃设施栽培扣棚升温、果实成熟期、产量、连续结果能力等方面的影响，成为我国落叶果树设施栽培的理论基础，指导了设施促早栽培关键技术。作为需冷量研究的又一阶段性成果，本研究阐明了需冷量关键基因和变异机制，为需冷量分子设计育种提供有力支撑。

桃资源与育种团队博士生赵亚林、李勇副研究员为论文共同第一作者，王力荣研究员为论文通讯作者。本研究得到国家自然科学基金青年项目、中国农科院青年创新专项、中国农科院科技创新工程项目、作物种质资源保护项目等资助。（通讯员：齐文莉）

文章链接：https://doi.org/10.1093/plphys/kiad291