柑橘光合作用的遗传蓝图研究确定了提高果实产量的关键性状和基因

一个研究小组调查了71个柑橘种质和品种，利用超过56,000个单核苷酸多态性(SNP)和37个叶片反射率参数研究了与光合作用相关的特征。他们确定了四个不同的相关性状簇，并发现了与这些性状相关的125个基因组位点和189个基因。这项研究为光合作用的遗传和生理机制提供了宝贵的见解，有可能改善育种和果园管理，从而提高果实产量和树木健康。

光合作用碳增益对于植物在自然和农业系统中的表现至关重要。识别介导光合作用的基因对于了解叶片中的碳调节及其在花和果实中的分配至关重要，这会影响植物的整体生理学和果实生产。

目前的研究强调了叶绿素含量和荧光在测量光合作用性能方面的重要性。然而，了解光合作用中相互关联的遗传影响和植物生理学仍然具有挑战性。

《水果研究》杂志发表的一项研究旨在将光合性状与柑橘的遗传数据联系起来，以识别相关的基因座和基因，从而提高作物的产量和效率。

本研究对37种光合作用相关性状进行了成对相关性分析，揭示了四个不同的相关性状簇。簇1包括光化学效率(FvP/FmP)、叶片厚度、不同波长下的吸光度和SPAD读数等性状。簇2包括电致变色位移值和光系统II(Phi2)的量子产率。簇3包含与PAR传感器捕获的红光、蓝光和绿光以及非光合作用猝灭(NPQt)相关的性状。簇4包含较短波长下的SPAD读数和最小荧光。

分析显示SPAD850与Phi2、qL和qP之间存在负相关性，而NPQt与PhiNPQ之间存在显著的正相关性。对来自71个柑橘种质的基因组和光合作用相关性状数据进行主成分分析(PCA)可区分出四组，且存在一些重叠。

全基因组关联研究了与11种光合作用相关性状相关的125个基因组位点，揭示了性状簇之间的正相关或负相关。显著SNP的生物学注释确定了189个基因，其中一些与糖酵解和线粒体功能等过程有关。

该研究的首席研究员贾振宇表示：“这种基因组信息和性状相关性的错综复杂关系需要进一步研究，以破译光合作用调控和功能的复杂谜题，揭示遗传学在塑造这些基本性状方面错综复杂的相互作用。”

总之，本研究利用超过56,000个SNP和37个叶片反射率参数分析了71个柑橘种质和品种的光合作用相关性状。研究结果增强了我们对光合作用中遗传和生理因素的理解，有助于通过有针对性的育种策略和改进的果园管理培育更具抗逆性和高产的果树品种。