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果树开花结果的时间对其产量、品质和气候适应性起着决定性作用。
开花和果实成熟的时间对果树的产量、品质和气候适应性起着决定性作用。在日本李子中，这些物候性状尤其容易受到气温变化和冬季低温不稳定的影响。本研究通过鉴定多年来持续调控这些性状的基因组区域，揭示了关键物候阶段（开花起始、盛花期、成熟期、果实发育期和产量）的遗传结构。该研究采用经济高效的全基因组策略，精确定位了与开花行为和果实成熟相关的稳定遗传位点和候选基因。这些发现为加速培育气候适应性强的李子品种提供了切实可行的遗传靶点。
日本李子是世界上最重要的经济核果作物之一，但由于育种周期长、杂合度高以及对环境条件高度敏感，其遗传改良进展缓慢。开花时间和成熟期等物候性状对于产量稳定性、避免霜冻和采收计划至关重要，但它们正日益受到气候变化的影响。在许多产区，冬季低温减少威胁着休眠的正常解除，导致开花不规律和产量不稳定。传统的育种方法难以有效应对这些新出现的风险。鉴于这些挑战，迫切需要对日本李关键物候性状的遗传控制进行深入研究。
西班牙CEBAS-CSIC植物育种系的研究人员与西班牙穆尔西亚农业与食品研究发展研究所（IMIDA）和美国加州大学戴维斯分校合作，对日本李的物候性状进行了全面的遗传分析。该研究于2025年发表在《园艺研究》（Horticulture Research）期刊上（DOI：10.1093/hr/uhaf271）。研究结合了亲本品种的高覆盖度全基因组测序和子代的低覆盖度测序，绘制了控制开花、成熟和产量的遗传区域图谱，并分析了多个年份的数据。该研究连续三年分析了三个日本李种群，捕捉了遗传和环境因素对物候的影响。共鉴定出113个数量性状位点（QTL），其中60个QTL表现出多年稳定效应——这是育种可靠性的重要标准。在连锁群LG1、LG2、LG4和LG6上反复检测到影响开花期的主要基因组区域，证实开花时间是一个复杂的、多基因控制的性状。
果实成熟期和发育期与LG4染色体上的区域表现出特别强且稳定的关联性，凸显了该染色体作为果实成熟核心调控因子的作用。值得注意的是，许多与成熟相关的QTL在空间上与控制果实发育长度的QTL重叠，表明存在紧密连锁或多效性的遗传调控。
除了性状定位之外，研究人员还在稳定的QTL区域内鉴定出具有生物学意义的候选基因。这些基因包括与乙烯信号传导、热激转录因子和RNA聚合酶II调控相关的基因——这些通路已知能够整合发育时间和环境信号。重要的是，该测序策略以远低于传统基因分型平台的成本实现了高分辨率，使其适用于实际的育种项目。
“物候时间决定了树木是开花过早、成熟过晚，还是无法适应气候变化，”作者指出。“通过识别多年来持续影响这些性状的稳定遗传区域，我们为育种者提供了可靠的分子切入点。这种方法不仅阐明了开花和成熟的遗传控制机制，还证明了经济高效的基因组测序能够为多年生作物改良提供高价值的见解。”
研究结果可立即应用于日本李子育种中的分子标记辅助选择。稳定的数量性状位点（QTL）和候选基因可以转化为分子标记，用于预测幼苗期的开花和成熟行为，从而显著缩短育种周期。在气候变化的背景下，这些工具能够培育出更适应冬季低温减少和气温变化模式的品种。除了李子之外，该研究还提供了一个可扩展的基因组框架，适用于其他面临类似物候挑战的果树，从而支持全球范围内更具韧性、更高效、更适应气候变化的园艺生产系统。
