园艺作物驯化研究的基因组学方法

来源：植物科学最前沿

Hoticultural Plant Journal 在线发表了云南师范大学祝光涛教授研究团队的题为“Genomics approaches to domestication studies of horticultural crops”的研究论文，该论文刊登在2019年12月的“园艺植物基因组学进展专辑”中。

本文对园艺作物的典型驯化综合症进行了概述，并以最新研究进展为案例详细介绍了如何利用基因学方法破译作物的起源、驯化过程和重要驯化性状的遗传基础等重要科学问题。

Fig. 1  The schematic diagram of domestication traits of horticultural crops

我们今天食用的大部分作物都来自其野生祖先的驯化。作物的驯化满足了人类对食物和营养的需求。对作物驯化的遗传解析对我们今天开展的现代作物育种实践具有重要的价值。相较于禾谷类等主粮作物为人类提供淀粉类能量物质，园艺作物是人类营养和风味物质的主要提供者，在人们的日常生活中发挥着越来越重要的价值。基因组学的蓬勃发展为园艺作物起源、驯化历史和重要性状的解析提供了前所未有的机遇。

园艺作物主要为人类提供营养、风味物质，是提高生活品质的食物，通常具有与谷类作物相似的驯化特征，包括变大的可食用器官(果实或叶片)、健壮的植株、增强的顶端优势、减弱的光周期的敏感性、降低的逆境耐受性等。同时，也具有一些特有的驯化特征，有益风味物质的提高和不良风味物质的降低。如桃、葡萄、苹果等中的芳香物质和糖含量的提高；番茄、茄子等茄科蔬菜中苦味物质茄碱含量的降低，黄瓜、西瓜和甜瓜中苦味物质葫芦素的消失。同时园艺作物因为用途的不同产生了更多的分化，如芸薹属植物形成了用于菜用和油料的不同类型，桃也分化成观赏和食用的不同类型。

作物样本和基因组数据比考古数据更容易获得，使得基因组学分析方法在作物起源和驯化历程解析中具有独特的优势，通过群体基因组分析有效地确定了甜瓜的多个独立驯化地点，番茄经历了从醋栗番茄到樱桃番茄，再到大果栽培的两步驯化过程，并在中美洲完成了驯化等重要问题。对于驯化性状的解析，全基因组扫描已经得到广泛应用，其与QTL（数量性状基因座）作图、GWAS（全基因组关联分析）、代谢组学和同源基因搜索等方法的结合极大地推动了重要驯化性状的解析。随着测序技术和基因组学方法的进步，泛基因组学研究已经成为资源挖掘和利用的新途径。

本论文将为园艺作物的驯化研究和性状的快速挖掘提供重要的参考和方法借鉴。

云南师范大学祝光涛教授研究团队

本研究得到国家自然科学基金和云南省高端人才项目的资助

论文链接：

https://doi.org/10.1016/j.hpj.2019.11.001