砂梨（Pyrus pyrifolia）是我国南方地区梨的主要栽培种，具有丰富的种质资源，在梨的石细胞含量、果皮颜色、抗性等方面表现出多样性，对梨的品种和抗性遗传改良具有重要意义。由于梨属于多年生果树，具有自交不亲和性，相比于草本作物具有更高的杂合度和遗传多样性，性状的形成受到复杂的遗传和环境因素影响，单一参考基因组难以全面捕捉物种内的遗传多样性。而基于群体转录组数据构建的泛转录组能够有效获取来自编码区的遗传信息，并反映个体之间基因表达的差异，为解析不同性状形成及相关性提供科学依据。但是，目前梨上尚未有开展泛转录组方面的研究，相关研究较为滞后。
近期，南京农业大学吴俊教授团队完成的题为“Pan-transcriptome analysis provides insights into resistance and fruit quality breeding of pear (Pyrus pyrifolia)” 的研究在Journal of Integrative Agriculture (JIA) 2025年5期正式发表。该研究创建了首个梨泛转录组，揭示了梨育种过程中抗性和品质性状的相关性。
该研究利用506份砂梨不同组织样本构建了首个泛转录组，包含了156,744个转录本，其中111,868个新转录本对砂梨个体间变异的贡献大，主要富集在抗病相关的生物学过程。利用基因表达存在/缺失变异（ePAVs），鉴定到8,569个基因在砂梨改良过程中受到选择。其中，抗病相关基因在改良过程中受到负选择。ePAVs分析表明，具有遗传多样性的砂梨地方品种可以分为两个亚群，并推测它们经历了不同的传播过程。共表达网络和性状相关性分析发现，梨果实石细胞形成、花青苷合成和抗病性相关联，它们由多个模块共同调控，调控基因的表达具有显著相关性。此外，还鉴定到梨参考基因组中缺失的一些基因，如候选基因HKL1，其可能影响了果实糖含量。
图1 砂梨泛转录组构建和功能注释
图3 梨抗性和果实品质性状相关基因的共表达网络分析
图4 糖相关的新转录本HKL1和差异表达分析
该研究结果为梨果实复杂性状间的关联分析提供了新见解，同时为梨抗病性和果实品质协同改良奠定了理论基础。
南京农业大学园艺学院博士生孙聪睿和安徽农业大学园艺学院汪润泽副教授为共同第一作者，南京农业大学吴俊教授和西澳大学David Edwards教授为共同通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金、国家重点研发计划、国家梨产业技术体系、江苏省梨产业技术体系、江苏省自然科学基金等项目资助。
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.jia.2024.11.026
Cite the article:Congrui Sun, Runze Wang, Jiaming Li, Xiaolong Li, Bobo Song, David Edwards, Jun Wu. 2025. Pan-transcriptome analysis provides insights into resistance and fruit quality breeding of pear (Pyrus pyrifolia). Journal of Integrative Agriculture, 24(5): 1813-1830.
Journal of Integrative Agriculture 由中华人民共和国农业农村部主管，中国农业科学院与中国农学会主办，中国农业科学院农业信息研究所承办。综合性英文学术期刊，月刊。创刊于2002年，现任主编为中国科学院院士陈化兰。JIA主要栏目有作物科学、园艺、植物保护、动物科学、动物医学、农业生态环境、食品科学、农业经济与管理等。刊稿类型有综述、研究论文、简报以及评述等。全部论文在Elsevier-ScienceDirect (SD) 平台OA出版。最新SCI影响因子4.6，位于SCI-JCR农业综合学科Q1区。中国科学院分区农林科学1区。2016年以来先后获得中国科协等部委 “提升计划”“登峰计划”“卓越计划”项目支持。
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