随着全球气候变化加剧，葡萄产业面临环境胁迫、糖酸失衡及花色苷含量下降等挑战，目前亟需培育具有高环境韧性与自主知识产权的高品质葡萄新品种。但是，葡萄传统育种周期长、效率低，且现有分子标记密度不足制约复杂性状的精细定位及其在多性状聚合育种中的应用。因此，复杂性状的表型高通量精准获取成为育种瓶颈问题。为加速葡萄品种改良，亟需开发高精度分子标记和高通量表型获取工具，以解析环境韧性和品质性状遗传网络。
针对上述问题，中国科学院植物研究所研究员梁振昌和代占武团队开发出葡萄200K Axiom® SNP芯片。该芯片标记密度达每2.8kb一个SNP，较国际现有芯片分辨率提升10倍。同时，配套开发的高通量表型平台通过复合性状算法实现了多维表型的降维，每秒钟可获取单果124个性状，采集效率较人工测量大幅提高。进一步，科研人员通过三个F1代杂交群体的多组学分析，定位到调控果形的bHLH017基因和抗寒关键基因NAC08，并验证了山葡萄中的VaNAC08基因，通过调控下游棉子糖合成酶VaRFS6的表达，进而调控葡萄细胞的抗寒性。结果表明，该育种体系在性状分子标记挖掘与候选基因精细定位等方面具有高效性。
该研究为葡萄分子标记育种提供了分子标记库和高通量表型获取工具。同时，相关技术有望应用于葡萄新品种选育。
近日，相关研究成果发表在《先进科学》（Advanced Science）上。研究工作得到国家自然科学基金委员会、科学技术部、中国科学院等的支持。
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整合高密度芯片与高通量表型实现对葡萄关键农艺性状的遗传结构精确解析
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