猕猴桃维生素C遗传机理及Vc代谢关键基因发掘

重要经济作物特殊营养成分及次生代谢调控研究成为现代科研热点，猕猴桃属植物果实具有高维生素C含量的特点使其成为人类饮食最佳的Vc源及Vc代谢调控研究的关键材料。本研究利用猕猴桃属果实Vc含量显著差异物种构建的杂交后代群体（毛花×中华、阔叶×中华和中华×山梨），通过杂交子代Vc含量测定及分子标记全基因组分析，以期获得猕猴桃属Vc含量的遗传分化规律；同时基于猕猴桃属Vc含量显著差异物种及3个Vc分化子代群体，通过同源序列克隆及实时定量PCR分析，发掘Vc代谢调控关键基因，揭示猕猴桃物种间Vc含量显著差异的分子机理；进而利用Vc代谢基因序列多态性及分子标记数据，结合个体Vc含量差异，通过关联分析获取高Vc含量的功能性分子标记；最终为雌雄异株果树（猕猴桃）的育种方法学创新、高Vc基因发掘及遗传改良奠定基础。

本项目利用猕猴桃属果实维生素C(Vc)含量差异显著的物种，成功构建4个猕猴桃种间杂交群体，创制了12份超高Vc含量的猕猴桃种质资源，阐明了该属植物Vc显性遗传规律，获得了‘中华猕猴桃与毛花猕猴桃杂交子代再与中华猕猴桃回交’的超高猕猴桃Vc品种选育策略。此外，本项目发掘了猕猴桃属Vc合成的主要决定基因（GGP，GPP）并转化为种质筛选手段辅助育种。项目取得进展如下：.1）项目获得了不同物种种间杂交亲和性规律。项目开展了3个毛花雄×中华、1个中华×山梨和1个阔叶×中华的种间杂交实验。实验结果表明，阔叶×中华组合因亲缘关系远不能获得种间杂交子代，而3个毛花雄×中华杂交组合无论在亲和性还是高Vc种质获得都具备优势。.2）项目阐明了猕猴桃属Vc的显性遗传规律。通过测定4个子代群体Vc、可溶性固形物、糖等含量，采用关联分析发现猕猴桃属植物Vc含量呈现显性遗传规律。.3）项目获得了超高Vc含量的种质资源。构建的中华×山梨Vc分离群体的子代Vc含量较低，不具备品种选育前景。3个毛花F1代×中华群体共获得29个Vc含量超过400mg/100g鲜果重（现有品种5-8倍）的种质，其中包括12个风味优良的种间杂交子代（附图2），选取最优2株申请超高Vc猕猴桃新品种。.4）获得创制超高Vc猕猴桃种质资源的育种策略：毛花猕猴桃和中华猕猴桃杂交获得超高Vc的F1代，再利用高Vc的F1代与中华猕猴桃雄株回交选育超高Vc猕猴桃新品种。此方法利用了猕猴桃物种Vc显性遗传规律，选取超高维生素C含量的毛花猕猴桃作为亲本，通过杂交F1代再回交筛选不具有毛花特有青气味的超高Vc品种。.5）猕猴桃属Vc合成L-galactose pathway中的GGP和GPP是猕猴桃Vc分化的主要决定和调控基因。利用同源克隆及表达等手段获得猕猴桃Vc分离群体和猕猴桃物种代谢调控关键基因，分析表明GGP基因是决定猕猴桃物种间Vc差异的主效基因，GPP基因的在调控Vc表达起到重要作用。转化为引物鉴定体系，可利用普通PCR鉴定高Vc子代。.本项目资助发表论文三篇，其中申请人作为第一作者发表SCI两篇（一篇属于top10%）。资助培养研究生一名（发表中文核心1篇）。总体而言，项目资金使用合理，项目进展良好，科研成果优秀；在此申请结题。