郑果所最新研究—研究发现控制桃花粉育性的关键基因

摘要：近日，中国农业科学院郑州果树研究所核果类果树栽培生理与技术创新团队以及桃资源与育种创新团队通力合作，于国际知名植物学期刊《Plant Physiology and Biochemistry》（IF 6.1）之上，正式发表了题为“Integrated GWAS,

近日，中国农业科学院郑州果树研究所核果类果树栽培生理与技术创新团队以及桃资源与育种创新团队通力合作，于国际知名植物学期刊《Plant Physiology and Biochemistry》（IF 6.1）之上，正式发表了题为“Integrated GWAS, BSA-seq, and RNA-seq analyses to identify candidate genes associated with male fertility trait in peach”的研究论文，对桃花粉育性性状的关键候选基因予以了系统鉴定。

在自然界中，雄性不育乃是极为普遍的现象，广泛存于桃（Prunus persica (L.) Batsch）等开花植物之中，其主要呈现为雄蕊发育的异常，无法产生具备生育能力的花粉。

一方面，于育种工作而言，花粉不育的桃品种仅能够充当母本，这对杂交育种中亲本的选择与选配构成了限制；另一方面，在生产实践里，桃的花粉育性乃是影响果实丰产、稳产的关键要素，部分品种因自身花粉的败育，必须配置授粉品种或者进行人工辅助授粉，方能保证产量，此过程费时费力，并且当花期遭遇低温、阴雨等不良气候，不适于传粉昆虫活动之时，常常致使减产。故而，选育花粉可育的优质桃新品种，对于桃产业的高效发展具有重大意义。

研究人员先是运用 BSA-seq 分析、579 份桃种质的 GWAS 分析以及桃花药组织特异 RNA-seq 分析，在桃的第 6 号染色体上定位到花粉育性的关键候选基因 PpABCG26（编码 ABCG 家族转运蛋白），同时鉴定出该基因编码区涵盖非同义突变位点 Leu(CTT)→Pro(CCT)，推测此突变致使花粉粒因外壁合成底物无法运输，从而最终败育。接着，以桃花粉可育与不育的品种作为试材，借助细胞学观察、荧光定量 PCR 等手段，确定该基因在花粉发育进程中的关键作用时期。最后，通过 PpABCG26 基因原位杂交、群体基因型分析、基因瞬时沉默试验、蛋白质分子对接等方法，初步阐释了该基因的功能与作用机制，研究成果为桃花粉育性性状的遗传改良提供了重要的理论依据。

黄振宇副研究员、博士研究生别航灵以及李明副研究员为本论文的第一作者，曹珂研究员、王力荣研究员和甘增宇副教授为通讯作者。本研究获取了国家自然科学基金（32102322）、中国农业科学院科技创新工程（CAAS-ASTIP-2024-ZFRI）、重庆市人民政府与中国农业科学院战略合作项目（CQ-CAAS-08）、河南省科技攻关等项目的支持。