苹果为什么这样红？中国学者阐述其背后的分子机制
图片来自pixabay
撰文 | 冯水寒
● ● ●
苹果作为蔷薇科中最具经济效益的水果，营养丰富，广受人们喜爱。寒富苹果是其中的重要品系，由沈阳农业大学杂交选育得到，具有抗寒、果实品质优良、短枝性状明显等特点。
► 苹果变得这样红的分子机制，图片来自nature communications
4月2日，来自中国农业科学院果树研究所的丛佩华研究员及其合作者在国际学术期刊nature communications发文，成功破译了寒富苹果的高质量基因组，并与金冠苹果基因组进行比较，阐述了“苹果为什么会变得这样红”的分子机制，并指出这一高质量基因组在探究苹果重要农业性状方面的应用价值。
► 高质量的寒富苹果基因组，图片来自nature communications
由于栽培苹果的基因组杂合度高且经历全基因组复制，组装难度大，研究人员利用花药培养得到纯合的寒富苹果系hfth1，并以此为研究对象，基于单分子实时（smrt）测序技术、染色体构象捕获（hi-c）技术和光学映像技术，最终得到了高质量的寒富苹果纯合品系基因组。
通过与金冠苹果基因组的进一步比较研究，研究人员发现寒富苹果基因组存在大量的染色体结构变异（18047个缺失、12101个插入和14个大片段倒位），而较强的转座子（转座子能帮助基因在染色体上跳跃）活性是造成其基因组上广泛变异的主要原因。
► redte插入事件是苹果果皮呈红色的原因，图片来自nature communications
更为有趣的是，研究人员还发现花青素生物合成调控的核心转录因子mdmyb1基因的上游发生长末端重复序列（ltr）反转录转座子（命名为redte）插入，通过比较不同品系苹果和进一步设计实验，证明这一插入事件是导致苹果果皮呈红色的原因。
总的来说，这一近乎完整的高质量基因组资源和相关研究将有助于作物育种和重要农业性状机制解释，颇具经济价值。
参考资料
https://www.nature.com/articles/s41467-019-09518-x
