番茄全基因组绘制了果实大小和防御的基因图谱

番茄全基因组的改良揭示了影响果实大小、风味相关化学和抗真菌病害的基因开关。通过将栽培番茄及其野生近缘种的基因组变异与精心设计的种群相结合，研究人员创建了一个实用的框架，可以捕获多种类型的遗传变异，而无需承担非常大的全基因组的计算负担。这种方法确定了之前未知的果实重量区域，并将 SlILL6 基因与通过改变细胞扩张来减少果实生长联系起来。研究还表明，SlCGT 减少了绿原酸的积累，削弱了水果对灰霉病的防御能力。这些发现为育种者提供了提高产量、质量和耐久性的番茄育种的新目标。

番茄育种依赖于寻找复杂性状背后有用的自然变异，但传统的线性参考基因组仅代表物种多样性的有限部分。基于图的泛基因组可以捕获更大的变异，包括单核苷酸多态性、插入和缺失以及结构变异，但大图可能需要大量计算，并且在不存在较小变异时突出显示结构变化。果实重量、代谢物组成和抗病性等复杂性状也受到相互作用的基因座的控制，因此很难识别致病基因。将目标遗传群体与基因组、转录组和代谢组数据整合可以加速这一搜索。由于这个问题，需要更深入的研究来开发有效的泛基因组策略，将全面的遗传变异与番茄的可测量特征联系起来。

来自中国农业大学、中国农业科学院深圳农业基因组研究所、河南大学和华中农业大学（DOI：10.1093/hr/uhag147）的研究人员在 园艺研究 2026 年 4 月 16 日。该团队创建了 MiniTG1.0，这是一种源自培养的基于图的泛基因组。 番茄 TS-RS1 和野生型 茄叶 TS-RS2 随后分析了 230 个第七代重组自交系。通过将全基因组关联研究与表达、代谢和功能实验相结合，他们确定了控制果实发育、化学成分和真菌抗性的基因。

MiniTG1.0 集成了单核苷酸多态性 (SNP)、插入和缺失 (INDEL) 以及结构变异 (SV)，涵盖重组自交系 (RIL) 中的 576 万个变异。对这些变异的联合分析解释了比线性参考基因组高 18.18% 的性状遗传力，并改进了控制毛状体和生长习性的已建立基因座的作图。图形也放置了 H 和 最快的 （SP）基因比线性参考更接近其预测的性状信号。对于果实重量，研究人员恢复了已知区域fw2.2，并发现了一个新的基因座fw6.4。在里面， TB6 成为强有力的候选人：太多的植物 TB6 果实重约 62-63 克，而野生型植物的果实重约 101 克，这支持了细胞扩张限制果实生长的作用。代谢分析鉴定出 1,258 种化合物，并鉴定出 128 种在亲代之间积累存在差异的化合物。绿原酸 (CQA) 修饰后基于代谢组的全基因组关联研究 (mGWAS) 碳基转移酶。核酸酶 9 (CRISPR-Cas9) 敲除系在短散布的回文重复序列之间持续积累更多的 CQA，并随后形成更小的病变。 灰葡萄孢 感染，而过度表达的细胞系则表现出相反的模式。 CQA 还直接抑制真菌生长，将该基因与可测量的水果防御途径联系起来。

作者说，这项研究表明，更小的、战略性设计的基因组图形可以提供计算效率和生物学准确性。他们表示，将野生亲本、驯化亲本和隔离种群结合起来，可以直接追踪果实性状的遗传变化，而不仅仅是通过多样性。发现 TB6 和 碳基转移酶他们补充道，展示了一个框架如何从统计关联转向测试功能。他们表示，这为从全基因组数据到考虑水果大小、质量相关代谢物和对采后疾病的抵抗力的育种决策提供了更清晰的途径。

这项工作提出了番茄分子工程育种的实用方案。 TB6 可以作为果实大小调节的目标进行评估，同时 碳基转移酶 可能提供一种在不减少测试品系中可溶性固形物的情况下增加绿原酸并增强对灰霉病的抵抗力的方法。 MiniTG1.0还提供了一个紧凑的分析资源，用于跟踪小型和大型变异，可以帮助育种者更有效地从野生种质中恢复有用的等位基因。然而，研究结果是从两个亲本基因组、温室中生长的重组系以及靶向功能测定中获得的。在将这些目标纳入育种计划之前，需要在不同环境和遗传背景下进行田间试验，以确认农艺性能、抗病性和任何相互作用。

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DOI

10.1093/小时/uhag147

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资金信息

该研究得到国家研发计划（2023YFF1000100 to TL）、国家自然科学基金（32422078 to TL）、111计划（B17043 to TL）、北京市科技创新建设与服务能力重点课题（CEFF-P7020202）的资助。 TL) 和中国大学科学基金。

关于 园艺研究

园艺研究 是南京农业大学的开放获取期刊，在科睿唯安期刊引文报告™2023年园艺类中排名第一。该期刊致力于发表关于所有主要园艺植物、生物技术（包括园艺植物、生物技术等）以及分子生物学、进化、遗传学、种间相互作用、生理学以及作物起源和驯化的原创研究文章、评论、观点、评论、通讯文章和致编辑的信。