研究发现控制桃花粉育性的关键基因

近日，中国农业科学院郑州果树研究所核果类果树栽培生理与技术创新团队及桃资源与育种创新团队合作在国际知名植物学期刊《Plant Physiology and Biochemistry》（IF 6.1）上正式发表了题为“Integrated GWAS, BSA-seq, and RNA-seq analyses to identify candidate genes associated with male fertility trait in peach”的研究论文，系统鉴定了桃花粉育性性状的关键候选基因。

自然界中，雄性不育是十分普遍的现象，广泛存在于桃（Prunus persica (L.) Batsch）等开花植物中，主要表现为雄蕊发育异常，不能产生可育花粉。一方面，在育种工作中，花粉不育的桃品种仅能作为母本使用，限制了杂交育种中亲本的选择选配；另一方面，在生产实践中，桃的花粉育性则是影响果实丰产、稳产的关键因素，部分品种由于其自身花粉败育，必须配置授粉品种或进行人工辅助授粉以保证产量，费时费力，且当花期遭遇低温、阴雨等不良气候而不适于传粉昆虫活动时，常导致减产。因此，选育花粉可育优质桃新品种，对桃产业的高效发展有重要意义。

研究人员首先利用BSA-seq分析、579份桃种质的GWAS分析及桃花药组织特异RNA-seq分析，在桃第6号染色体上定位到花粉育性关键候选基因PpABCG26（编码ABCG家族转运蛋白），并鉴定到该基因编码区包含非同义突变位点Leu(CTT)→Pro(CCT)，推测该突变导致花粉粒因外壁合成底物无法运输而最终败育。进而，以桃花粉可育与不育品种为试材，利用细胞学观察、荧光定量PCR等方法确定该基因在花粉发育过程中的关键作用时期，最后通过PpABCG26基因原位杂交、群体基因型分析、基因瞬时沉默试验、蛋白质分子对接等方法初步解析了该基因的功能与作用机制，研究结果为桃花粉育性性状遗传改良提供重要理论依据。

黄振宇副研究员、博士研究生别航灵和李明副研究员为本论文第一作者，曹珂研究员、王力荣研究员和甘增宇副教授为通讯作者。本研究得到了国家自然科学基金（32102322）、中国农业科学院科技创新工程（CAAS-ASTIP-2024-ZFRI）、重庆市人民政府与中国农业科学院战略合作项目（CQ-CAAS-08）、河南省科技攻关（232102110244）等项目资助。（通讯员：齐文莉）