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PBJ | 郑州果树研究所发现控制甜樱桃果实硬度基因PavSCPL

来源：花匠小妙招时间：2025-05-09 01:27

甜樱桃（Prunus avium. L），又名欧洲甜樱桃，音译名“车厘子”，营养丰富，保健价值高，堪称果中珍品，深受世界各国消费者喜爱。果实硬度是甜樱桃重要的内在品质性状，直接影响果实耐贮性和商品价值。挖掘果实硬度性状的关键基因，对探索甜樱桃果实硬度性状形成的遗传与分子机制以及甜樱桃耐贮性分子育种具有重要的理论意义和应用价值。

2024年2月28日，中国农业科学院郑州果树研究所樱桃种质改良团队在Plant Biotechnology Journal上在线发表了题为“A 5.2-kb insertion in the coding sequence of PavSCPL, a serine carboxypeptidase-like enhances fruit firmness in Prunus avium”的研究论文。该研究通过正向遗传学手段成功定位且克隆了控制甜樱桃果实硬度关键基因PavSCPL，并验证了其分子功能，为解析甜樱桃果实硬度性状的分子调控机制提供了重要基因资源，同时为甜樱桃果实硬度性状的遗传改良提供了分子标记。

研究团队通过对硬肉型甜樱桃栽培品种‘Rainier’和‘Summit’杂交F1群体果实硬度性状进行遗传规律分析，发现F1群体中果实硬度性状可能是由单个基因或主效基因控制的显性性状。利用BSA-seq等方法，将F1群体中果实硬度性状的关键基因初步定位在6号染色体上的一段约5.74 Mb区间内。精细定位结果显示，候选基因定位在分子标记SNP-7.418778与SNP-7.891914之间的473 kb区间内。转录组测序和基因克隆等分析，发现候选区段内一个丝氨酸羧肽酶类基因PavSCPL在果实软肉和硬肉中存在显著的基因表达和DNA序列差异，可能是果实硬度候选基因。进一步研究发现硬肉型中PavSCPL基因的第二个编码区存在一个5.2 kb的片段插入导致该基因失活，引起甜樱桃果实硬度改变。

图1. F1群体果实硬度基因PavSCPL的定位

根据PavSCPL基因编码区5.2 kb片段插入，设计多态性扩增引物，在F1群体中验证该等位基因与果实硬度性状共分离情况，准确度达100%。在收集的118份甜樱桃种质资源中进行果实硬度性状与Pavscpl5.2-kb/PavSCPL基因型共分离分析，鉴定结果准确率达71 %以上。

图2. Pavscpl5.2-kb/PavSCPL基因型与果实硬度的共分离分析

此外，通过基因表达模式分析和甜樱桃果实的VIGS体系验证了PavSCPL基因调控甜樱桃果实硬度的分子功能。该研究还开发了与果实硬度相关的功能性分子标记，辅助于甜樱桃果实硬度性状的遗传改良。

中国农业科学院郑州果树研究所齐希梁副研究员和已毕业的硕士研究生董媛鑫为该文的共同第一作者。李明研究员和齐希梁副研究员为共同通讯作者。本研究得到了中国农业科学院科技创新工程等项目的资助。

原文链接

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/pbi.14291

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