对野生和杂草状番茄首个种间MAGIC群体的表型和全基因组重测序

（2020.11.5 园艺研究）

番茄（Solanum lycopersicum L.）是重要的果、蔬作物，全球年产量为1.82亿吨，也是浆果类遗传、发育、进化及组学研究的模式植物。番茄一般可分为两大分类群（taxa），果实大的栽培番茄（S.lycopersicum var.lycopersicum，SLL）以及果实小、杂草状的樱桃番茄（S.lycopersicum var.cerasiforme，SLC）。与栽培番茄关系最近的野生近缘种为醋栗番茄（S.pimpinellifolium L.，SP），分布广泛，是抗病和耐受非生物胁迫相关基因的潜在来源，从该种中鉴定出的抗性基因已在商用杂交种中应用。与醋栗番茄相比，樱桃番茄在育种上的开发利用较少，其对潮湿生境具有良好的适应性，并对番茄粉孢和致病疫霉具备抗性。这些种质资源与栽培番茄之间具有完全杂交亲和性，是具有开发潜力的基因储藏库，育种上的有效利用是解决栽培番茄优良性状丢失问题的关键。

近日，Horticulture Research在线发表了西班牙瓦伦西亚理工大学（Universitat Politècnica de València）的María José Díez课题组题为Morphoagronomic characterization and whole-genome resequencing of eight highly diverse wild and weedy S.pimpinellifolium and S.lycopersicumvar.cerasiforme accessions used for the first interspecific tomato MAGIC population的研究論文。该研究分别对4个醋栗番茄和4个樱桃番茄种质材料进行了全面的表型测定以及全基因组重测序。这些高度多样化的番茄野生近缘种是从1000多份番茄种质中挑选出来的，利用了7，720个SNPs对其进行基因型分析，以最大限度地增加起源、形态和遗传多样性，从而建立首个番茄种间多亲本优势后代杂交系（multi-parent advanced generation inter-cross，MAGIC）群体。

作者基于39个表型指标对材料的植株、花序、果实和农艺性状进行了全面的形态学测定，揭示了这些种质材料所具有的广泛的多样性。在醋栗番茄中观察到的部分形态变异可能与材料对不同环境的适应有关，而在樱桃番茄中观察到的形态变异既与环境适应相关，也与人类活动有关。通过全基因组重测序，研究发现1200多万个变异，大部分（86.2%）为SNPs，在醋栗番茄和樱桃番茄中检测到的变异分别为120～190万个以及310～480万个。主成分分析也证实了醋栗番茄高度的多样性和樱桃番茄复杂的进化历史。GO富集功能分析结果表明，被检测到的变异主要与细胞壁的变化有关。

本研究为进一步对首个番茄种间多亲本优势后代杂交系的遗传学分析打下基础，对番茄育种工作者、番茄驯化相关的遗传和基因组研究以及提高未来番茄泛基因组的精密度和准确性具有重要意义。