春天里滿樹紅霞的紅葉桃，原來藏著驚人的生存秘密。中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院鄭州果樹研究所的科學(xué)家們最近揭開了這個謎題：紅葉桃雖然擁有令人驚艷的葉片顏色，卻要付出更容易生病的代價，而這一切都源于一場“基因搬家”。
紅葉桃。中國農(nóng)科院鄭果所供圖
這一發(fā)現(xiàn)為紅葉桃分子育種提供了全新理論依據(jù)，為培育兼具觀賞價值和抗病性的新型桃樹品種提供了關(guān)鍵靶點。該研究發(fā)表在《New Phytologist》。
研究團(tuán)隊通過整合群體遺傳學(xué)、BSA混池測序和lncRNA測序等技術(shù)，發(fā)現(xiàn)紅葉桃中6號染色體與8號染色體間的易位現(xiàn)象。通俗來講，就是紅葉桃的6號和8號染色體發(fā)生了位置互換，這就像兩本書的章節(jié)被撕碎后錯誤地裝訂在一起。更關(guān)鍵的是，8號染色體上一個名叫PpRPP13的“免疫開關(guān)”（啟動子片段），被錯誤地插入了6號染色體PpMYB114基因的反方向區(qū)域。
3種不同基因型桃葉片的葉片顏色表型和抗/感病表型。中國農(nóng)科院鄭果所供圖
這個基因錯誤導(dǎo)致了雙重效應(yīng)：一是激活了“美顏基因”：錯誤插入的片段意外激活了PpMYB114基因，促使葉片大量合成紅色素——花青素，成就了紅葉桃的獨特景觀價值；但與此同時，關(guān)閉了“免疫基因”：同一時間，原本負(fù)責(zé)抵抗白粉病的PpRPP13基因卻因此沉默，就像被按下了關(guān)機(jī)鍵。
專家解釋，葉片獲得絢麗色彩卻失去抗性，本質(zhì)上是因為植物在資源分配上做出了權(quán)衡：將更多的能量和資源用于合成色素，導(dǎo)致防御能力下降。這種現(xiàn)象反映了植物在適應(yīng)環(huán)境過程中的復(fù)雜策略，也為我們理解植物的進(jìn)化和生態(tài)功能提供了重要線索。
鄭果所助理研究員孫世航和博士研究生孟君仁為論文第一作者，該所研究員曾文芳為通訊作者。該研究得到了國家自然科學(xué)基金、河南省科技攻關(guān)項目、中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技創(chuàng)新工程、鄭州果樹研究所基本科研業(yè)務(wù)費等項目資助。
