杏是重要的核果类果树之一,其果实以独特的风味和营养价值深受消费者喜爱。杏果实中可溶性糖(蔗糖、葡萄糖、果糖和总糖)的含量直接影响其甜度和口感,是决定果实品质的核心指标。长期以来,糖的合成与积累是遗传育种和基础理论研究者一直关注的科学问题,在杏中对此虽进行了长期研究,但由于果实中糖合成代谢途径复杂及缺乏理想的研究材料,致使研究进展缓慢,还未发现具有利用价值的功能基因,制约了杏育种进程。

近日,林果所杏李研究团队在《Current Plant Biology》在线发表了题为“Integrated QTL mapping and transcriptomic profiling elucidate molecular determinants of sucrose accumulation in apricot (Prunus armeniaca L) (//www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2214662825000684)的研究论文。该研究通过整合QTL定位与转录组分析结果,阐明了杏果实蔗糖积累的分子机制。该研究以‘Chuanzhihong’和‘Luotuohuang’杂交构建的F1群体为材料,利用全基因组重测序技术开发出63,162个高质量InDel标记,构建了总长601.5cM、平均标记间隔0.44cM的高密度遗传图谱。对多年度表型数据分析发现,蔗糖含量与总糖量呈现强正相关(r=0.86),并通过QTL定位在8个连锁群上鉴定出20个稳定遗传的糖分相关位点,其中位于6号染色体的主效QTL(22.9-23.5cM)对蔗糖变异的解释率达到16.2%。研究团队进一步整合发育阶段特异性转录组数据和加权基因共表达网络分析(WGCNA),发现蔗糖积累关键模块M09与糖代谢通路显著关联。通过多组学交叉验证,首次鉴定出SWEET家族成员PaSWEET1(PA08G27233)作为调控蔗糖转运的核心基因,其表达水平与果实成熟期蔗糖含量呈显著正相关(r=0.69),并通过qRT-PCR验证了该基因在果实成熟期的特异性高表达模式。进化分析表明PaSWEET1与核果类及拟南芥AtSWEET1具有高度保守的跨膜结构域和系统发育关系,揭示了蔷薇科果树糖转运机制的演化特征。该研究不仅解析了杏果实糖分积累的遗传基础,更为分子标记辅助育种提供了高精度遗传图谱和关键靶基因,为提升核果类水果品质提供了理论支撑。

姜凤超副研究员为论文第一作者,孙浩元研究员为通讯作者,相关工作得到国家自然科学基金面上项目(32272653)、皇家娱乐城 科技创新能力建设专项(KJCX20230416)和林果所基金(LGYJJ202002)的资助。
原文链接://doi.org/10.1016/j.cpb.2025.100500.
//www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2214662825000684