新研究揭示果色和青枯病抗性相關的結構變異

近日，廣東省農業科學院蔬菜研究所茄果類資源與育種團隊與華南農業大學園藝學院教授廖毅團隊合作，通過構建茄子泛基因組圖譜，對茄子果色形成和青枯病抗性的關鍵遺傳基礎展開系統解析。研究發現，一個12.4 Mb的染色體倒位與茄子果色性狀高度相關，同時鑒定出與青枯病抗性相關的關鍵基因及結構變異。相關成果發表于《自然-通訊》。

茄子是全球重要的茄科蔬菜作物，中國在茄子生產領域占據領先地位，種植面積和產量均居世界首位。果色和青枯病抗性作為影響茄子外觀品質和產業安全的核心性狀，其遺傳基礎極為復雜。傳統研究主要基于單一參考基因組和常規SNP標記，難以全面、深入地解析相關遺傳變異，這在一定程度上限制了茄子品種改良和產業發展的步伐。

在廣東省重點研發計劃、廣東省自然科學基金等項目資助下，研究團隊通過GWAS分析挖掘了調控茄子果色的重要遺傳位點，并首次在茄子的第10號染色體上發現了一個約12.4 Mb的染色體倒位與紫果色表型存在極強關聯。這一倒位在本研究茄子群體中頻率達到了50.44%，在中國茄子品種中更是高達70.80%。這個倒位是通過與一個已知的調控因子——SmMYB1基因“搭便車”的形式被人工選擇下來。群體遺傳學分析顯示，攜帶該倒位的群體遺傳多樣性顯著降低，且該區域出現了一個巨大的連鎖單體型和抑制重組的現象。這表明，這個倒位很可能是茄子在中國被馴化或改良的過程中，因人工選擇使紫色性狀迅速增加并固定下來，形成了獨特的“中國茄子”遺傳印記。

在青枯病抗性研究方面，團隊通過多類型變異的GWAS分析，定位到多個穩定的抗性相關位點。研究鎖定了三個關鍵的抗病基因/位點：SmCYP82D47基因中的終止密碼子提前突變顯著降低抗性水平；同時，SmEPS1和SmRoq1同源基因在不同材料中存在明顯的拷貝數變異，并與抗病表型密切相關。這三個基因位點呈現出了清晰的協同作戰模式：SmCYP82D47的功能是基礎，當其功能完整時，高拷貝數的輔助基因SmEPS1或SmRoq1能進一步提升抗性；而當SmCYP82D47功能喪失時，即使有高拷貝的輔助基因，植株仍可能易感病。這為通過多基因聚合育種培育高抗品種提供了明確的理論指導。

該研究系統揭示了SNP、InDel及結構變異在復雜性狀形成中的綜合作用，構建了分子標記輔助選擇和精準育種的遺傳資源體系，為培育優質高抗茄子新品種奠定了重要基礎。這一成果為茄子果色和青枯病抗性的分子育種及新種質創制提供了關鍵理論依據與分子工具。

據介紹，該成果標志著我國在茄子基因組與分子育種領域邁入結構變異深度解析新階段，為構建自主可控的蔬菜種質創新體系奠定了堅實基礎。同時，研究為推進種業振興、實現優質高產協同提升提供了堅實的科技支撐，展現了科研成果向產業應用轉化的廣闊前景。

相關論文信息：https://doi.org/10.1038/s41467-026-69764-8