等位基因特异性表达揭示了栽培番茄与野生番茄在果实表型差异背后的复杂调控机制差异

《Genome Biology》：Allele-specific expression reveals complex regulatory divergence underlying fruit phenotypic differences between cultivated and wild tomato species

　　

摘要

背景

番茄（Solanum lycopersicum）是最重要的农作物之一，也是肉质果实生物学的模式系统。然而，驯化过程中的瓶颈限制了进一步的遗传多样性提升。野生番茄品种蕴藏着丰富的表型多样性，但其背后的分子机制仍大多未知。

结果

由于基因表达变异是表型多样性的主要驱动力，我们在栽培番茄与三种野生番茄品种之间的F₁杂交后代中进行了全基因组范围内的等位基因特异性表达分析，这些野生品种在进化距离上存在差异，研究涵盖了三种果实组织和多个发育阶段。我们的分析生成了一个多物种的cis和trans调控变异图谱，显示cis调控作用在物种、组织和发育阶段的表达差异中起主导作用。大多数cis效应具有组织和/或阶段特异性，这突显了组织背景在调控变异中的重要性。随着进化距离的增加，调控机制和遗传模式也会发生变化，亲缘关系较远的物种表现出更强的cis调控效应。最后，我们发现了与果实营养价值和风味品质相关的生物合成途径中的广泛调控差异，包括类胡萝卜素、黄酮类化合物、生物碱、糖类和挥发物。

结论

本研究揭示了番茄果实发育过程中调控变异的高分辨率图谱，并为果实营养和风味特性的调控提供了进化层面的见解。