由我國(guó)科技人員主導(dǎo)完成的“栽培種和野生種辣椒的全基因組測(cè)序揭示辣椒屬的馴化與特異性”研究論文,今年3月在國(guó)際著名期刊《美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊》(PNAS)刊發(fā)。該論文的正式發(fā)表,標(biāo)志著辣椒基因組序列成功解碼,我國(guó)辣椒基礎(chǔ)性研究取得重大進(jìn)展,進(jìn)入分子育種階段。
美國(guó)農(nóng)藝學(xué)會(huì)主席、新墨西哥州立大學(xué)辣椒研究所所長(zhǎng)PaulBosland教授認(rèn)為:中國(guó)科學(xué)家主導(dǎo)的高質(zhì)量辣椒基因組圖譜的完成為辣椒的研究打開了新的一頁(yè)。該圖譜將促進(jìn)辣椒抗性、品質(zhì)等重要農(nóng)藝性狀基因的定位研究,為通過分子育種進(jìn)行辣椒品種改良奠定基礎(chǔ),同時(shí)還將促進(jìn)茄科植物的進(jìn)化研究,以及果實(shí)發(fā)育機(jī)理等基礎(chǔ)生物學(xué)研究。
我國(guó)辣椒的選育種一直以來(lái)以傳統(tǒng)的雜交育種為主,應(yīng)用生物技術(shù)輔助選育種的水平相對(duì)較低,特別是干辣椒選育種水平則更低,均以常規(guī)品種為主。為了提高辣椒的育種水平,發(fā)展生物技術(shù)輔助育種,2010年遵義市農(nóng)科所牽頭,與四川農(nóng)業(yè)大學(xué)、華南農(nóng)業(yè)大學(xué)合作,聯(lián)合華大基因啟動(dòng)辣椒基因組測(cè)序研究,研究得到墨西哥生物多樣性基因組學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室等13家科研院所支持。
據(jù)介紹,該項(xiàng)研究通過對(duì)辣椒基因組、轉(zhuǎn)錄組、重測(cè)序、小RNA、Bisulfite等,成功測(cè)定了遵義市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所選育的栽培品種“遵辣1號(hào)”和其來(lái)自墨西哥的野生種“Chiltepin”的基因組,這為茄科植物的生物學(xué)研究提供了寶貴的新資源。在該項(xiàng)研究中,通過對(duì)18個(gè)栽培品種和2個(gè)其他野生種的重測(cè)序數(shù)據(jù)分析,鑒定得到511個(gè)候選的馴化基因,這可能解釋野生和栽培種辣椒之間的差異;在這些基因中有一些可能與種子休眠縮短、抗病原體和抗逆性增強(qiáng)以及儲(chǔ)存壽命增加有聯(lián)系。同時(shí),對(duì)不同辣度的辣椒相關(guān)轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)的比較分析,揭示了辣椒素合成的相關(guān)基因,其中兩個(gè)相鄰的酰基轉(zhuǎn)移酶基因(AT3-D1和AT3-D2)可能負(fù)責(zé)辣椒素的最終合成,初步解釋了“辣椒為什么會(huì)辣”這個(gè)備受關(guān)注的生物學(xué)問題。另外,研究人員還對(duì)辣椒和西紅柿果實(shí)的發(fā)育進(jìn)行了深入的比較分析,獲得了辣椒果實(shí)成熟后仍然堅(jiān)硬等生物學(xué)特性相關(guān)的候選基因。這些發(fā)現(xiàn)為辣椒開展分子標(biāo)記輔助育種提供了重要的基因資源。