构建可可树核心种质资源库：全球遗传多样性保护与育种创新策略

为解决全球可可生产面临的疾病与气候变化威胁，以及缺乏统一核心种质资源库的问题，研究人员通过群体遗传学分析（26,601个SNPs）从国际收集的310份可可种质中筛选出96份核心种质，涵盖99.6%的遗传多样性，包含10个遗传群组及抗病高产种质，为可可遗传资源保护与育种提供了关键平台。

　　

可可树（Theobroma cacao L.）作为重要的经济作物，数千年来为全球巧克力产业提供原料，其全球市场规模预计到2028年将达到1921.2亿美元。然而，可可栽培面临严峻挑战，包括病害（如黑果病Black Pod Rot、霜冻果腐病Frosty Pod Rot和巫帚病Witches' Broom）和气候变化导致的生产不稳定，加之亚马逊流域的森林砍伐威胁野生可可资源的生存，遗传多样性正急剧丧失。尽管目前存在47个国家收集库和2个国际收集库（如特立尼达国际可可基因库ICG,T和CATIE国际可可收集中心IC3），但缺乏统一的核心种质资源库，导致资源维护成本高、表型数据不一致，且育种材料交换受限。因此，构建一个代表全球遗传多样性的核心种质库对于可可遗传资源保护、未来研究和育种创新至关重要。

为开展这项研究，研究人员从国际收集库中筛选310份可可种质，基于地理起源、表型特征和材料可用性，利用全基因组测序技术（Illumina NovaSeq 6000平台，测序读长150 bp）获取数据，通过BWA-MEM2比对和GATK变异调用，筛选出26,601个高质量SNPs进行群体遗传分析。样本来源包括国际可可隔离中心（ICQC, R）、CATIE和公共数据库（NCBI BioProjects PRJNA486011等），覆盖已知抗病和高产品种。使用ADMIXTURE、IQ-TREE和PCA分析群体结构，并通过ShinyCore工具选择核心种质，最终补充具有抗病和高产特性的种质。

群体结构分析揭示10个遗传群组

通过ADMIXTURE分析，研究人员确认了10个遗传群组，与Motamayor等人（2008）的分类一致，包括栽培种（Criollo、Amelonado和Nacional）和7个野生亚马逊群组（如Contamana、Guiana和Mara?ón）。PCA和系统发育树显示，群组间分化明显，其中Guiana群组私有等位基因丰富、杂合度低，可能源于地理隔离导致的遗传漂变；而野生群组（如Iquitos和Mara?ón）杂合度较高，表明其遗传多样性更丰富。分析还发现部分种质存在混合 ancestry，主要涉及栽培种间的基因交流。

种质一致性验证发现命名误差

通过比较同名种质（如ICS_1和SCA_6）的遗传谱，确认大多数种质在不同收集库间高度一致，但个别种质（如部分ICS_1）出现非一致性，可能源于开放授粉或繁殖误差。研究还识别出13对遗传重复种质（如RB系列和POUND_7），这些发现强调了遗传验证在育种中的重要性，以避免表型数据冲突。

核心种质筛选涵盖99.6%遗传多样性

使用ShinyCore从297份种质中筛选出90份核心种质，代表99.6%的等位基因多样性。核心种质中野生群代表数量较多，反映其等位基因独特性。随后补充6份具有重要表型特性的种质：包括抗黑果病的POUND_7、SCA_6、CATIE_1000和EET_272_ECU；抗霜冻果腐病的GU275E；高产种CCN_51和ICS_1；以及耐旱砧木IMC_67。最终核心种质库包含96份种质，其π多样性（4.987e-05）高于全集（4.668e-05），表明冗余最小化。

研究结论强调，该核心种质库首次为全球可可社区提供了统一的遗传资源平台，涵盖99.6%的遗传多样性，并整合了抗病和高产种质。通过多地点维护（如CATIE），它将促进标准化表型分析、关联研究和育种创新，对抗击疾病和气候变化至关重要。未来，可扩展该库以纳入新发现的多样性资源，确保可可产业的可持续性。论文发表于《BMC Genomics》，为作物遗传资源保护提供了范式。