桃原产我国,已有三千多年的栽培历史,其果实风味美馔、营养丰富,深受人们喜爱。桃依据果肉质地差异可分为溶质型和非溶质型。我国主栽桃品种多为溶质桃,果实采后极易软化,不利于贮藏和运输。此外,桃果实成熟时,果肉还分离核和粘核两种类型。已有桃资源可分为离核溶质、粘核溶质和粘核非溶质三种类型,但离核非溶质桃至今尚未见报道。
中国科学院植物种质创新与特色农业重点实验室韩月彭学科组揭示了两个串联排列基因PpendoPGF和PpendoPGM分别控制桃果肉溶质和离核性状,这两个基因都编码多聚半乳糖醛酸酶且两者同源性很高。桃祖先种可能只有PpendoPGM基因,果实表现为粘核溶质;之后PpendoPGM基因发生了缺失和复制两种突变事件,分别导致了粘核非溶质和离核溶质性状的出现。此外,PpendoPGF基因除控制果肉离粘核性状外,还具有引起果肉溶质的多效性,这导致“离核非溶质”性状无法形成。
研究成果以“Copy number variation of a gene cluster encoding endopolygalacturonase mediates flesh texture and stone adhesion in peach”为题发表于Journal Experimental Botany,首次揭示了基因拷贝数变化调控果树果实品质性状的新机制,研究结果既对认知果树性状的形成具有理论意义,又为桃等果实质地性状改良提供了工具。
桃果肉质地多样性演化机理示意图