近期，我校园艺学院冯建灿教授和谭彬教授领衔的桃生物学与种质创新团队在国际知名期刊《Plant Biotechnology Journal》、《New Phytologist》和《Horticulture Research》等杂志上发表了桃基因组、瞬时遗传转化体系和重要性状形成的分子机理解析的系列研究论文，研究结果为桃生物学和功能基因组学研究提供了基因组工具和瞬时遗传转化体系，为桃树型等性状形成和改良提供理论基础。
桃（Prunus persica）是原产我国的重要水果，其独特的风味深受消费者喜欢。但因其萌芽率高、成枝力强，导致树体郁闭，需要多次人工修剪，且直接影响果实的产量和风味品质。因此，对桃树体结构进行改良具有十分重要的意义。但树型研究中存在较多的困难，如缺少特殊树型的参考基因组、缺乏有效的遗传转化体系等，直接限制了桃树型的遗传改良。
基于此，我们完成了首个gap-free桃参考基因组，进而利用多样本转录组数据对编码基因进行人工纠正，大幅提高基因注释的准确性，为桃功能基因研究提供准确的基因信息。结合比较基因组和转录组鉴定到PpTAC1变异是导致‘照手红’等柱型桃分枝角度小的关键原因。通过全基因组关联分析、混池测序等鉴定出miR172d和PpAP2共同调控桃单/重瓣花性状形成（图1）。青年教师张海朋博士和连晓东博士、博士研究生高帆和硕士研究生宋聪豪为论文共同第一作者，冯建灿教授和谭彬教授为共同通讯作者。
基于此，我们完成了首个gap-free桃参考基因组，进而利用多样本转录组数据对编码基因进行人工纠正，大幅提高基因注释的准确性，为桃功能基因研究提供准确的基因信息。结合比较基因组和转录组鉴定到PpTAC1变异是导致‘照手红’等柱型桃分枝角度小的关键原因。通过全基因组关联分析、混池测序等鉴定出miR172d和PpAP2共同调控桃单/重瓣花性状形成（图1）。青年教师张海朋博士和连晓东博士、博士研究生高帆和硕士研究生宋聪豪为论文共同第一作者，冯建灿教授和谭彬教授为共同通讯作者。
图1 基于‘照手红’桃基因组挖掘分枝角度和单/重瓣花性状形成的关键基因
为解决目前桃遗传转化的难题，我们开发了一种桃瞬时遗传转化体系，明确了PpMAX4、PpWEEP、PpDGYLA和PpDELLA1/2基因在分枝、垂枝和株高中的作用。此外，过表达PpIAA14基因有效减少了桃苗侧根的形成（图2）。该方法为分析桃树生长发育相关基因功能提供了有力工具。河南农业大学园艺学院程钧副教授和硕士研究生邵允为论文共同第一作者，冯建灿教授和青年教师张郎郎为论文的通讯作者。
图2 树型相关基因的功能验证及转化过程示意图
在前期高质量基因组和桃瞬时遗传转化体系构建的基础上，我们针对桃分枝形成相关基因进行功能验证，发现PpTCP4抑制发枝，而miR6288b-3p促进发枝。进一步分析发现柱型桃‘照手红’中lncRNA1启动子变异使其转录活性显著提高，高表达的lncRNA1通过竞争性结合miR6288b-3p的方式抑制miR6288b-3p对PpTCP4的剪切作用，而高表达PpTCP4抑制BR合成关键基因PpD2的表达来降低柱型桃内源BR含量。以上结果表明lncRNA1-miR6288b-3p-PpTCP4通过级联调控BR含量的方式影响分枝形成，即低浓度BR导致柱型桃发枝量少（图3a），高浓度BR则促进发枝（图3b）。青年教师王小贝博士、硕士研究生闫李霞和李天豪为论文共同第一作者，冯建灿教授和谭彬教授为通讯作者。
图3 LncRNA1-miR6288b-3p-PpTCP4级联调控BR含量影响桃分枝模式图
以上研究得到国家自然科学基金（32102329 & 32202412）、国家自然科学联合基金（U1804114）、国家重点研发专项计划（2019YFD1000104）、河南省高等学校重点科研项目计划基础研究专项（24ZX010）、河南农业大学高层次人才（30501532）和河南省现代农业产业技术体系建设专项（HARS-22-09-G1）等项目的资助。此外，本团队郑先波教授、叶霞教授、李继东教授等参与了该系列研究。(撰文/王小贝 张海朋 张郎郎 审核/余果 发布/许娜娜)
论文链接：
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/pbi.14480
https://doi.org/10.1093/hr/uhae155
https://nph.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/nph.19903
