Nature Genetics | 多组学研究揭示番茄的果实性状和病原菌抗性的遗传基础

野生番茄品种代表一个丰富的基因库，可提供在驯化过程中失去的许多理想性状（Nature子刊 | 最新研究揭示茄科植物中保护性诱饵蛋白酶及其受体的进化！ISME | 最新研究揭示根际保护性微生物的富集有利于抑制番茄枯萎病！）。权威期刊Nature Genetics发表了以色列魏茨曼科学研究所Asaph Aharoni教授课题组的最新相关研究成果，题为Analysis of wild tomato introgression lines elucidates the genetic basis of transcriptome and metabolome variation underlying fruit traits and pathogen response的研究论文。

本文中，Aharoni教授团队的科研人员利用野生沙漠适应品种和驯化栽培品种，建立了伴随野生物种相关果实性状转移的基因表达和化学变异的遗传基础。对580个品系进行转录组和代谢组分析，并结合病原菌敏感性检测，结果发现了与数百种转录物和代谢物水平相关的基因组位点。这些关联发生在代表代谢途径和成熟相关过程的协调扰动的热点中。本研究中，科研人员确定了茄科生物碱途径的成分，以及参与病原菌防御的基因和代谢物，并将真菌抗性与水果成熟调节网络的变化联系起来（Cell | 新发现！番茄中法卡林二醇生物合成关键基因被鉴定，解析植物-病原菌互作新机制；Cell Host Microbe | 柔道精神--茄属植物与致病菌之间斗智斗勇借力打力；番茄气孔免疫反应调控新机制）。科研人员的结果概述了一个理解番茄果实成熟过程中的代谢和病原菌抗性的框架，并提供了对关键果实质量性状的见解。

图1：野生番茄品种渐渗系的多模式研究

图2：整个渐渗系群体的eQTLs图谱

图3：整个渐渗系群体的代谢QTLs图谱

图4：在番茄果实成熟过程中，介导化学转化为与成熟相关的SGAs的酶

图5：从多组学数据预测B. cinerea的抗性

图6：网络分析揭示了B. cinerea抗性相关基因和代谢物

图7: B. cinerea抗性相关基因的基因表达模式

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