揭秘梨的“前世今生”

    我校园艺学院张绍铃教授团队近日在期刊Genome Biology在线发表了研究论文。该研究成果以南京农业大学为第一完成单位，我校梨工程技术研究中心张绍铃教授为通讯作者，吴俊教授为第一作者，陶书田副教授为共同第一作者。文章不仅揭示了梨的起源与传播路径，同时发现了亚洲梨与西洋梨的独立驯化事件。
    “梨是世界性栽培的重要果树，其栽培历史可以追溯到3000多年前。中国、日本、韩国都以亚洲梨为主，果实以圆形为主，口感甜脆，在树上成熟后即可采食。目前的栽培种主要包括白梨、砂梨、秋子梨和新疆梨；而欧美国家以西洋梨为主，果实以葫芦形为主，采收后通常需要经过一段时间的‘后熟’（类似猕猴桃）才能食用，口感软绵、酸甜，具有浓郁芳香味。栽培种只有1个，统称为西洋梨。”张绍铃介绍，由于梨为典型的自交不亲和性物种，也就是说，同一品种授粉后通常不能正常结实，这一生殖特点使得梨的杂合度非常高，品种资源间存在广泛的基因交流和遗传重组。因此，梨的遗传背景及关系的研究一直是难点，对不同种的分化和遗传关系也一直未有清楚的认知。该团队在已完成的梨全基因组图谱基础上，收集了来自26个国家的113份代表性梨种质资源，并进行了重测序和群体遗传研究，将梨的繁衍和变迁历史一直追溯到数百万年前，就像是为梨这个大家族描绘了一个完整又详细的“族谱”。
    据吴俊介绍，该研究揭示了梨的起源、传播、分化与驯化历程，明确了梨家族内的“亲属关系”。证实梨最早起源于中国的西南部，经过亚欧大陆传播到中亚地区，最后到达亚洲西部和欧洲，并经过独立驯化而形成了现在的亚洲梨和西洋梨两大种群，两者的分化时间大约发生在6.6-3.3百万年以前，也就是说，在成为栽培种之前，野生的亚洲梨与西洋梨就分化了，由于东、西方人不同的驯化方向，而形成了差异较大的栽培种群。研究发现，在亚洲梨和西洋梨基因组的选择驯化区间，存在与生长发育、抗性等重要性状相关的候选基因，例如，果实大小、糖酸、石细胞、香味形成等。其中，糖合成代谢相关的基因最多，表明梨果实的甜度提高是人工驯化的重要方向。
    有趣的是，研究还发现，在2000多年前，亚洲梨和西洋梨曾经发生过“通婚”，从而形成了一个新的种间杂交种——新疆梨（以“库尔勒香梨”为代表），从发生年代来看，该种间杂交事件的发生很可能与丝绸之路的文化物资交流有关。
    同时，研究还指出，梨通过花柱S-RNase基因快速进化和平衡选择，来保持自交不亲和性，从而促进了梨的异交和高度遗传多样性。
    该论文系统研究了全球范围分布的梨野生和栽培资源，丰富了基因组遗传变异信息，进一步结合驯化选择区域以及数量性状遗传定位，将推动梨的遗传研究和分子育种进程。