栽培苹果被证实起源于新疆—山东农大陈学森团队揭示苹果起源演化历史

BioArt按：苹果是世界温带地区栽培面积最大的果树之一，其起源演化与人类文明进步密不可分，一直以来备受国际苹果研究界的广泛关注。相较于其它重要的作物来说，栽培苹果的起源及其演化历程长期以来一时不是很明确。8月15日，山东农业大学陈学森教授带领的研究团队与美国康奈尔大学费章君团队密切合作，在Nature Communications杂志上在线发表了题为“Genome re-sequencing reveals the history of apple and supports a two-stage model for fruit enlargement”的研究论文，该研究称得上是在苹果种质资源研究方面取得的重要突破，在分子水平上揭示了苹果起源、演化和驯化的规律，并证明世界栽培苹果起源于我国新疆。该成果对推动苹果种质资源保护与利用及遗传育种提供了重要的理论与技术支撑。

论文解读：

苹果是世界温带地区栽培面积最大的果树之一，其起源演化与人类文明进步密不可分，一直以来备受国际苹果研究界的广泛关注。由于苹果中游离多酚（类黄酮）含量较高，这种物质有很好的抗氧化、预防心脑血管疾病及抗肿瘤等功能，世界上许多国家都将苹果作为主要消费果品而大力推荐。中国年产苹果4200多万吨，是世界上最大的苹果资源、生产和消费国。

陈学森、费章君两个科研团队合作，利用高通量测序及生物信息学技术，对亚洲、欧洲和美洲等世界范围的苹果属24个种、117份种质资源进行了全基因组重测序，共检测到720万个高质量的最小基因单位（SNPs），为苹果资源研究和分子育种提供了海量有价值的基础数据。他们在研究中发现，我国新疆境内的塞威士苹果保持较高的同源性、最原始，而同属中亚地区的哈萨克斯坦境内的塞威士苹果基因杂合度则相对较高。这充分说明，世界栽培苹果起源于我国新疆。

全新的苹果进化图

根据他们的研究结果，新疆塞威士苹果野生种沿古丝绸之路向西交流，逐渐演化形成当今的世界栽培苹果（西洋苹果）；而随着民族交往的增加，新疆塞威士苹果在向东交流中，与山荆子等野生苹果种杂交、驯化而产生了中国早期的绵苹果，这为绵苹果在我国如何演化提供了明确答案。在西洋苹果演化过程中，果实质地增强、酸度降低；而在果实大小进化方面，该文首次提出了二步驯化模型；在遗传背景方面，由于苹果的自交不亲和特性，欧洲森林苹果等多种源基因的大规模渗透，导致栽培苹果具有较好的遗传多样性。

新疆野苹果与其他野生种的群体遗传结构及亲缘关系

苹果果实大小进化的二步模型

据悉，陈学森带领研究团队在果树资源保护与利用方面取得了多项重要成果，近年来他们围绕新疆野苹果资源的保护、发掘、创新与利用开展攻关，以“高类黄酮苹果育种”为核心，构建了新疆红肉苹果与苹果品种杂种一代、二代分离群体，明确了新疆野苹果遗传多样性特征及性状遗传变异特点，提出了苹果类黄酮生物合成的转录调控网络，创建了“果树多种源品质育种法”“易着色苹果品种培育法”及“三选两早一促的苹果育种法”等优质高效育种技术体系，创制了一批新品种及优异种质，建立了新品种配套高效生产技术体系。目前，已授权和申报发明专利52项，育成并审定苹果优质红色芽变新品种8个及高类黄酮苹果新品系10个。

图为陈学森教授在新疆取样

说明：上述图文主要引自山东农业大学官网，BioArt引用时略有改动。

链接地址：

http://www.sdau.edu.cn/s/1/t/2209/f1/09/info127241.htm

陈学森教授简介

陈学森，山东临沭县人，现任山东农业大学果树学二级教授、园艺学院教授委员会主任，博士生导师，泰山学者攀登计划及国务院政府特贴专家；果树学国家重点学科及博士、硕士学位点负责人，兼任国务院学位委员会第六、七届学科评议组园艺学组成员，国家自然科学基金二审专家，作物生物学国家重点实验室果树研究室主任，国家苹果工程技术研究中心副主任，中国园艺学会李杏分会副理事长及苹果分会常务理事，国家公益性行业（农业）科研专项、山东省农业良种工程果树重大课题及山东省现代农业产业技术体系水果创新团队首席专家，山东省农业专家顾问团林果分团团长，山东省林木良种审定委员会主任委员，《植物遗传资源学报》、《果树学报》及《山东农业大学学报》等编辑委员会委员。2015年，陈学森教授主持完成的“核果类果树新品种选育及配套高效栽培技术研究与应用”项目获得国家科技进步二等奖。30 余年来，始终坚持水果种质资源挖掘、创制与利用这一稳定的研究方向，坚持将产业问题转化为科学问题开展理论研究、发表高水平学术论文解释问题是为了更有效地解决产业问题的科研定位，坚持利用现代分子生物学技术揭示种质特异性的研究特色，坚持以科研促教学培养创新人才的责任担当，矢志不渝，积极将产业问题转化为科学问题开展理论研究；积极将理论成果转化为专利技术；积极将专利技术转化为推动产业技术进步的生产力；积极将科研成果转化为本科生课堂教学资源及研究生试材培养创新人才。

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