近日,园艺学院王爱德教授、纪迎琳博士作为共同通讯作者在Nature Communications发表了题为“Comparative genomic analyses reveal different genetic basis of two types of fruit in Maloideae”的研究论文,该研究通过比较基因组学分析揭示了苹果亚科中乙烯依赖型和非依赖型果实的不同遗传机制。
根据果实成熟是否存在乙烯跃变,肉质果实可分为乙烯依赖型和乙烯非依赖型。然而,形成这两种类型果实的遗传机制尚不清楚。该研究组装了乙烯依赖型和乙烯非依赖型梨属植物(Pyrus spp.)的单倍型和染色体水平的基因组,并对118份梨材料进行了重测序。鉴定出两个长链非编码RNA,分别命名为乙烯抑制因子1(EIF1)和EIF2,其抑制乙烯合成关键基因ACS1的转录以及乙烯合成,从而产生乙烯非依赖型果实。比较基因组分析表明,等位基因特异性的结构变异导致EIF1和/或EIF2的缺失,消除了对ACS1转录的抑制,从而产生乙烯依赖型果实。
进一步研究发现,在常见的苹果亚科果实的基因组中,乙烯依赖型的苹果和山楂的基因组中缺失EIF同源基因;而在乙烯非依赖型的梨和枇杷中存在EIF同源基因并且转录。这些发现为深入了解苹果亚科果实成熟类型的遗传基础提供了全新视角。
该研究得到国家杰出青年科学基金、国家自然科学基金重点项目以及博士后创新人才计划的资助。(园艺学院 刘伟婷)
苹果亚科基因组中EIFs的起源与分布