昆明植物所挖掘野生杜鹃树皮粗糙、光滑关键调控基因取得新进展

　　

　　杜鹃花泛指杜鹃花科(Ericaceae)杜鹃花属(Rhododendron L.)植物。中国是杜鹃花分布最多的国家，约有530余种，杜鹃花种类繁多，花、叶兼美，是中国十大传统名花之一，其中高山杜鹃花冠硕大、花色绚丽、颜色丰富、株型优美、四季常绿，不仅可作高档盆花，还是园林绿化的珍贵树种和桩景，具有极高的观赏和经济价值。

　　中国科学院昆明植物研究所科研团队以马缨杜鹃（Rhododendron delavayi）、露珠杜鹃(Rhododendron irroratum)及其后代杂交群体（Rhododendron agastum）为研究对象，开展关键功能基因挖掘研究。研究团队对2种杜鹃及其杂交后代、260份样本进行全基因组重测序，通过分析获得了5,328,800个高质量的SNPs；通过系统发育和群体结构分析，揭示了（图1）杂交后代群体与亲本马缨杜鹃的亲缘关系更为密切，2种杜鹃及其杂交后代群体间分化程度和群体内个体多样性程度较高；通过对19种重要园艺性状的表型观察、测量和统计，发现不同群体杜鹃的树皮粗糙程度不受环境影响。结合GWAS、选择性清除分析和转录组测序表达模式分析等方法，研究人员鉴定到了4个与树皮粗糙程度显著相关的候选基因，并利用RT-qPCR对表达结果进行了验证。 

　　基于实验分析结果，该研究获得了高质量、高覆盖度的变异位点数据集，鉴定到了与杜鹃树皮粗糙程度显著相关的目标基因，揭示了两种杜鹃及其杂交群体间的遗传进化关系；该研究得到的候选基因资源，可以指导杜鹃属植物进行定向遗传改良；开发得到的适用于多种野生植物的GWAS分析方法，将为后续其他物种的研究，奠定良好基础（图2）。 

　　近日，相关研究成果以Genome and GWAS analysis identified genes significantly related to phenotypic state of Rhododendron bark为题在线发表于园艺学顶级期刊Horticulture Research上。博士研究生叶倩男、云南省农业科学院花卉研究所副研究员张露为论文共同第一作者，昆明植物研究所研究员（现为浙江农林大学教授）章成君、云南省农业科学院院长王继华研究员和昆明植物研究所马永鹏研究员为该论文共同通讯作者。本研究得到了ZIAT-Special Project, Science and Technology Talent and Platform Program of Yunnan Province等多个项目的资助。 

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图1 三种杜鹃种群结构、PCA、系统发育树（Neighbor-joining , NJ）和亲缘关系分析

 

图2 研究采用的分析方法和流程

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