酸漿屬果實進化發育基因組變異機制研究新進展

　　茄科酸漿屬（Physalis）宿存花萼在受精后隨漿果發育迅速膨大，形成“中國燈籠”或膨大花萼綜合征（ICS）這一創新形態，包裹漿果。然而，酸漿屬果實形態、生化特性及其起源背后的遺傳基礎有待探究。

　　中國科學院植物研究所研究員賀超英研究組等合作完成了毛酸漿（Physalis pubescens syn. P. floridana）基因組的組裝，解析了首個酸漿屬物種染色體水平的參考基因組，其大小~1.40 Gb，contig N50~4.87 Mb，預測蛋白編碼基因32，075個，重復序列~82.24%，雜合度~0.19%。分析發現，SEP類MADS-box基因MBP21亞分支的丟失可能是導致“中國燈籠”起源的關鍵突變，它與前期研究發現的MADS-box基因MPF2的異位表達突變共同促使酸漿族植物中ICS的起源。結合現有功能證據，科研人員提出了“中國燈籠”這一形態創新起源的原創性模型，即“雄性育性遺傳腐蝕-恢復”模型。該模型闡述了進化過程中新性狀產生的新機制，即一個突變補償了另一個有害突變的結果。研究還發現，角鯊烯環氧化酶（squalene epoxidase，SQE）基因家族的顯著擴張可能與酸漿屬果實中特異性甾體類化合物的產生與多樣化有關。研究揭示出招募已有基因、基因復制和丟失等遺傳變異在果實性狀進化中的重要性，為茄科作物的進化遺傳學和育種提供了有價值的基因組資源。

　　研究成果發表在Horticulture Research上。研究工作得到國家自然科學基金、中科院戰略性先導科技專項等的資助。