近日，中國科學院植物研究所葡萄與葡萄酒科學研發團隊與合作者構建了高密度育種芯片與高通量表型組結合的葡萄高效分子育種體系。相關研究成果發表于國際學術期刊Advanced Science。
隨著全球氣候變化加劇，葡萄產業面臨極端氣候頻發導致的多種環境脅迫及糖酸失衡、花色苷含量下降等嚴峻挑戰，亟需培育具有自主知識產權的高環境韌性、高品質新品種。但是，葡萄童期較長、雜合度高，導致傳統育種周期長、效率低，而現有分子標記密度不足制約著復雜性狀的精細定位及其在多性狀聚合育種中的應用。此外，復雜性狀的表型高通量精準獲取也成為育種中的瓶頸問題。因此，開發高精度分子標記和高通量表型獲取工具，解析環境韌性和品質性狀遺傳網絡，對加速葡萄品種改良具有重要意義。
對此，葡萄與葡萄酒科學研發團隊開發了葡萄200K Axiom? SNP芯片，標記密度達每2.8kb一個SNP，較國際現有芯片分辨率提升10倍。配套開發的高通量表型平臺可實現每秒鐘獲取單果124個性狀的采集效率，較人工測量提速顯著，并通過復合性狀算法實現了多維表型的降維。通過三個F1代雜交群體的多組學分析，首次定位到調控果形的bHLH017基因和抗寒關鍵基因NAC08。并通過實驗驗證山葡萄中的VaNAC08基因通過調控下游棉子糖合成酶VaRFS6的表達，進而調控葡萄細胞的抗寒性。這些結果表明該育種體系在性狀分子標記挖掘及候選基因精細定位等方面的高效性。
該研究為葡萄分子標記育種提供了分子標記庫和高通量表型獲取工具，相關技術獲得國家發明專利授權并應用于葡萄新品種選育。