對(duì)野生和雜草狀番茄首個(gè)種間MAGIC群體的表型和全基因組重測(cè)序

（2020.11.5?園藝研究）

番茄（Solanum lycopersicum L.）是重要的果、蔬作物，全球年產(chǎn)量為1.82億噸，也是漿果類遺傳、發(fā)育、進(jìn)化及組學(xué)研究的模式植物。番茄一般可分為兩大分類群（taxa），果實(shí)大的栽培番茄（S.lycopersicum var.lycopersicum，SLL）以及果實(shí)小、雜草狀的櫻桃番茄（S.lycopersicum var.cerasiforme，SLC）。與栽培番茄關(guān)系最近的野生近緣種為醋栗番茄（S.pimpinellifolium L.，SP），分布廣泛，是抗病和耐受非生物脅迫相關(guān)基因的潛在來源，從該種中鑒定出的抗性基因已在商用雜交種中應(yīng)用。與醋栗番茄相比，櫻桃番茄在育種上的開發(fā)利用較少，其對(duì)潮濕生境具有良好的適應(yīng)性，并對(duì)番茄粉孢和致病疫霉具備抗性。這些種質(zhì)資源與栽培番茄之間具有完全雜交親和性，是具有開發(fā)潛力的基因儲(chǔ)藏庫，育種上的有效利用是解決栽培番茄優(yōu)良性狀丟失問題的關(guān)鍵。

近日，Horticulture Research在線發(fā)表了西班牙瓦倫西亞理工大學(xué)（Universitat Politècnica de València）的María José Díez課題組題為Morphoagronomic characterization and whole-genome resequencing of eight highly diverse wild and weedy S.pimpinellifolium and S.lycopersicumvar.cerasiforme accessions used for the first interspecific tomato MAGIC population的研究論文。該研究分別對(duì)4個(gè)醋栗番茄和4個(gè)櫻桃番茄種質(zhì)材料進(jìn)行了全面的表型測(cè)定以及全基因組重測(cè)序。這些高度多樣化的番茄野生近緣種是從1000多份番茄種質(zhì)中挑選出來的，利用了7，720個(gè)SNPs對(duì)其進(jìn)行基因型分析，以最大限度地增加起源、形態(tài)和遺傳多樣性，從而建立首個(gè)番茄種間多親本優(yōu)勢(shì)后代雜交系（multi-parent advanced generation inter-cross，MAGIC）群體。

作者基于39個(gè)表型指標(biāo)對(duì)材料的植株、花序、果實(shí)和農(nóng)藝性狀進(jìn)行了全面的形態(tài)學(xué)測(cè)定，揭示了這些種質(zhì)材料所具有的廣泛的多樣性。在醋栗番茄中觀察到的部分形態(tài)變異可能與材料對(duì)不同環(huán)境的適應(yīng)有關(guān)，而在櫻桃番茄中觀察到的形態(tài)變異既與環(huán)境適應(yīng)相關(guān)，也與人類活動(dòng)有關(guān)。通過全基因組重測(cè)序，研究發(fā)現(xiàn)1200多萬個(gè)變異，大部分（86.2%）為SNPs，在醋栗番茄和櫻桃番茄中檢測(cè)到的變異分別為120～190萬個(gè)以及310～480萬個(gè)。主成分分析也證實(shí)了醋栗番茄高度的多樣性和櫻桃番茄復(fù)雜的進(jìn)化歷史。GO富集功能分析結(jié)果表明，被檢測(cè)到的變異主要與細(xì)胞壁的變化有關(guān)。

本研究為進(jìn)一步對(duì)首個(gè)番茄種間多親本優(yōu)勢(shì)后代雜交系的遺傳學(xué)分析打下基礎(chǔ)，對(duì)番茄育種工作者、番茄馴化相關(guān)的遺傳和基因組研究以及提高未來番茄泛基因組的精密度和準(zhǔn)確性具有重要意義。