核桃全基因组杂合度解析:适应性进化与育种优化的遗传基础

【字体: 时间:2025年05月27日 来源:Molecular Breeding 2.6

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  为解决核桃(Juglans regia L.)育种中遗传多样性利用效率问题,研究人员通过全基因组关联分析(GWAS)系统探究了杂合度与21个性状的相关性,鉴定出11个显著位点和4个候选基因,发现63.8%的局部杂合度呈trans-acting调控特征。该研究为木本油料作物适应性进化机制提供了新见解,对优化育种策略具有重要指导价值。

  

作为全球重要的木本油料作物,核桃(Juglans regia L.)在坚果产业中占据核心地位。最新研究揭示了全基因组杂合度(heterozygosity rate)与植物环境适应性的分子奥秘——通过全基因组关联分析(GWAS)技术,科学家们发现杂合度与21个关键农艺性状存在显著相关性,其中产量和营养品质呈现最强正相关(r=+0.82),而树高和早熟性则显示显著负相关(r=-0.76)。

深入分析发现,11个显著遗传位点中鉴定出4个核心候选基因,这些基因涉及44个Pfam蛋白家族的功能域。有趣的是,局部杂合度分析显示63.8%的位点呈现trans-acting(反式调控)特性,而36.2%表现为cis-acting(顺式调控)。特别值得注意的是,育种改良过程中开花时间相关基因的杂合度显著提升(P<0.01),暗示全基因组杂合度水平可能通过调控发育时序来增强植物适应性。

该研究首次系统阐释了核桃杂合度的全基因组分布特征及其trans/cis-acting调控模式,为理解木本植物适应性进化提供了新视角。发现的候选基因群和Pfam功能域,为分子设计育种提供了重要靶点。这些发现或将革新传统坚果作物的育种策略,实现从经验育种到精准设计的跨越。

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