草莓RXf1抗性基因的基因组结构与候选基因解析：Xanthomonas fragariae抗性机制的新突破

本研究针对草莓细菌性角斑病(ALS)抗性机制不明的问题，通过精细定位将RXf1抗性位点缩小至486 kb区间，并利用单倍型分相基因组组装技术构建了抗性品种FL17.68-110的高质量基因组。研究发现抗性基因候选FaRGA3（Resistance Gene Analogue 3）在病原菌侵染后显著上调表达，其内含子区3.8 kb插入可能是抗性关键变异。该成果为草莓抗病育种提供了分子标记和靶基因，发表于《BMC Genomics》。

　　

论文解读

草莓作为全球重要的经济作物，每年产量超过920万吨，但细菌性角斑病(Angular Leaf Spot, ALS)由Xanthomonas fragariae引起，可导致高达80%的产量损失。目前所有商业草莓品种均易感ALS，而野生种质Fragaria virginiana虽具抗性却伴随果实品质差等不良性状。如何打破抗性与劣质性状的连锁，成为育种关键难题。美国佛罗里达大学的研究团队通过多年研究，最终锁定主效抗性位点RXf1，但其基因组结构与功能基因仍不明确。

研究采用三大关键技术：1）基于663个个体的三个分离群体进行精细定位，使用7个高分辨率熔解曲线(HRM)标记；2）利用PacBio HiFi长读长测序和亲本短读长数据进行单倍型分相基因组组装，获得1.62 Gb的FL17.68-110双单倍型基因组；3）结合RNA-seq分析病原侵染后的差异表达基因。样本来自佛罗里达大学草莓育种项目的抗性材料FL14.100-59与感病品种杂交后代。

精细定位RXf1抗性区域
通过重组事件分析将RXf1区间缩小至染色体6C的486 kb（3.491-3.977 Mbp），包含54个注释基因。新开发的HRM标记XF1HRM2（距候选基因85 kb）可替代原有标记用于分子辅助育种。

单倍型分相基因组特征
抗性材料FL17.68-110的双单倍型基因组显示：1）"Florida127"单倍型含105,795个基因，FL14.100-59单倍型含87,277个基因；2）RXf1区域存在14个抗性单倍型特有基因，如编码NBS-LRR蛋白的FaRGA3；3）与感病品种相比，抗性单倍型在RXf1区间存在2.5 Mb的结构变异。

候选基因鉴定
转录组分析发现：1）FaRGA3在抗性材料中病原侵染48小时后显著上调；2）该基因内含子区存在3,820 bp特异性插入，可能影响抗性功能；3）瞬时表达实验证实FaRGA3可激活活性氧(ROS)爆发。

讨论与意义
该研究首次揭示RXf1位点的精确基因组结构，发现FaRGA3作为NBS-LRR类抗病基因的候选证据。研究建立的单倍型分相基因组为多倍体作物研究提供新范式，而开发的分子标记可直接用于抗病品种选育。值得注意的是，两个独立抗源（US4808/US4809）的RXf1序列完全一致，提示自然界可能存在单一优势抗性等位基因。未来需通过基因编辑验证FaRGA3功能，并解析3.8 kb插入序列的调控机制。

这项发表于《BMC Genomics》的工作，不仅解决了草莓ALS抗性育种的分子标记瓶颈，更为多倍体作物复杂性状研究提供了技术路线示范。其发现对蔷薇科作物抗病机制研究具有广泛借鉴意义。