近日，中国农业科学院郑州果树研究所（以下简称郑果所）特色浆果与干果种质改良课题组在国际期刊《植物生物技术杂志》（Plant Biotechnology Journal）上发表研究论文，该研究组装了首个石榴端粒到端粒（T2T）参考基因组图，揭示了控制石榴果皮颜色和籽粒硬度等重要经济性状形成的遗传机制，建立了石榴基于CRISPR-Cas9的基因敲除体系，为石榴分子育种体系的建立奠定了基础。
石榴。中国农科院郑果所供图
该研究完成了无间隙基因组组装，完整的石榴T2T基因组包含8条染色体，基因组大小为366.71 Mb，预测编码蛋白基因32158个。基于T2T基因组和荧光原位杂交分析，发现石榴非典型端粒重复单元为TTTTAGGG，是第五个报道的具有此类端粒结构的物种，也是唯一具有该特征的被子植物。同时，在其他千屈菜科植物中也发现了非典型端粒序列TTTTTTAGGG，进一步表明端粒重复单元特殊性可能在千屈菜科物种进化中发挥关键作用。
该研究基于146份种质进行全基因组关联分析（GWAS），共鉴定出15个重要农艺性状的相关联位点16个，其中1号染色体37.2 kb的染色体易位打断了PgANS基因编码序列，导致叶片、花朵和果实（果皮和籽粒）花青素缺失；PgANR基因启动子区域特有的重复序列扩增影响了其表达量进而导致紫色果皮的形成。该研究还揭示，石榴籽粒硬度由内种皮厚度决定。
石榴果皮。中国农科院郑果所供图
该研究得到了国家自然科学基金、国家重点研发计划、河南省自然科学基金、中国农业科学院科技创新工程等项目资助。
相关论文信息：https://doi.org/10.1111/pbi.70107
