隨著全球氣候變化加劇，葡萄產(chǎn)業(yè)面臨極端氣候頻發(fā)導致的多種環(huán)境脅迫及糖酸失衡、花色苷含量下降等嚴峻挑戰(zhàn)，亟需培育具有自主知識產(chǎn)權(quán)的高環(huán)境韌性、高品質(zhì)新品種。然而，葡萄童期較長、雜合度高，導致傳統(tǒng)育種周期長、效率低，而現(xiàn)有分子標記密度不足制約著復雜性狀的精細定位及其在多性狀聚合育種中的應用。此外，復雜性狀的表型高通量精準獲取也成為育種中的瓶頸問題。因此，開發(fā)高精度分子標記和高通量表型獲取工具，解析環(huán)境韌性和品質(zhì)性狀遺傳網(wǎng)絡(luò)，對加速葡萄品種改良具有重要意義。
植物所葡萄與葡萄酒科學研發(fā)團隊針對上述問題開展研究，開發(fā)葡萄200K Axiom? SNP芯片，標記密度達每2.8kb一個SNP，較國際現(xiàn)有芯片分辨率提升10倍。配套開發(fā)的高通量表型平臺可實現(xiàn)每秒鐘獲取單果124個性狀的采集效率，較人工測量提速顯著，并通過復合性狀算法實現(xiàn)了多維表型的降維。通過三個F1代雜交群體（471份材料）的多組學分析，首次定位到調(diào)控果形的bHLH017基因和抗寒關(guān)鍵基因NAC08。并通過實驗驗證山葡萄（V. amurensis）中的VaNAC08基因通過調(diào)控下游棉子糖合成酶VaRFS6的表達，進而調(diào)控葡萄細胞的抗寒性。這些結(jié)果表明該育種體系在性狀分子標記挖掘及候選基因精細定位等方面的高效性。
該研究為葡萄分子標記育種提供了分子標記庫和高通量表型獲取工具，相關(guān)技術(shù)獲得國家發(fā)明專利授權(quán)并應用于葡萄新品種選育。
研究成果于近日在線發(fā)表于國際學術(shù)期刊Advanced Science上。植物所已畢業(yè)博士研究生張玉玉、助理研究員王勇健，湖南農(nóng)業(yè)大學Michael Henke博士為共同第一作者，植物所梁振昌研究員和代占武研究員為共同通訊作者。中法葡萄與葡萄酒聯(lián)合實驗室法方合作者Pierre-Francois Bert副教授、西班牙葡萄與葡萄酒研究所Pablo Carbonell-Bejerano研究員、植物所范培格研究員、王毅副研究員等也參與了該工作。該研究得到國家自然科學基金、國家重點研發(fā)計劃、中國科學院穩(wěn)定支持基礎(chǔ)研究領(lǐng)域青年團隊等項目的資助。
整合高密度芯片與高通量表型實現(xiàn)對葡萄關(guān)鍵農(nóng)藝性狀的遺傳結(jié)構(gòu)精確解析
論文鏈接：
https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202412587
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