扁桃又稱巴旦杏，是世界上最重要的溫帶堅果類經濟樹種。世界扁桃仁產量以美國、澳大利亞和西班牙為首。扁桃起源於中亞乾旱的山區，大約5000年前開始種植，後傳播到地中海地區、美國加利福尼亞和南半球各地。扁桃之所以能夠在中亞和地中海地區更為嚴酷的環境下廣泛種植，是因為它具有高度多樣性的基因庫，其自交不親合性促進了基因重組，而且可能是因為種間雜交和基因滲入侵入了扁桃亞屬的其他成員。因此，扁桃是一個極易變異的物種，具有很高的形態和生理多樣性。透過生物化學和分子標記的測量，發現扁桃是二倍的李屬中遺傳變異最大的栽培種。

扁桃的人工育種主要依靠異種雜交以及偶爾從其他李屬品種的滲入中開發新品種。儘管改良的品種連續被釋放，但是由於不斷從相同的基因庫中提取親本，導致新的育種種群和品種遺傳變異性的潛在喪失。扁桃的近交衰退表現為低活力，花序數和坐果減少，種子發芽和幼苗存活降低以及抗病性喪失。此外，基因型為自交親和的扁桃，其低自交結實率也可能是由近交導致。

近日，Horticuture Research線上發表了西班牙農業食品研究技術研究所(IRTA)Felipe Pérez de los Cobos等人題為Pedigree analysis of 220 almond genotypes reveals two world mainstream breeding lines based on only three different cultivars的研究論文。

由於反覆使用數量減少的基因型，遺傳變異的喪失在樹木育種計劃中是一個日益嚴峻的挑戰。為了深入瞭解全球現代育種計劃中的遺傳結構，本研究對220個扁桃品種進行了分子標記驗證和育種選擇的分析。透過計算這些基因型的近交係數，親緣關係和遺傳貢獻，結果表明，“Nonpareil”, “Cristomorto”, “Mission”和“Tuono”在系譜中後代數量最多：169種已知親本基因型中的140種可追溯到這些骨幹品系中的一個或多個。

Fig. 1: Descendants shared by “Tuono”, “Nonpareil”, “Mission” and “Cristomorto”.

此外，“Nonpareil”, “Tuono”, “Cristomorto”和“Mission”是平均遺傳貢獻(GC)最高的骨幹品系。這四個品種佔全球遺傳貢獻總量的48.4％。“Nonpareil”佔全球遺傳貢獻的20.5％，“Tuono”和“Cristomorto”約佔11％，“Mission”略高於5％。

Fig. 2: Mean genetic contribution of founders Nonpareil, Tuono, Cristomorto, and Mission.

Fig. 3: Relationship matrix of genotypes from France and Israel.

Fig. 4: Relationship matrix of the 65 self-compatible genotypes carrying the Sf allele.

最依賴這些骨幹品系的是澳大利亞和法國育種計劃，其中“Nonpareil”, “Tuono”和“Cristomorto”佔總遺傳貢獻的60％以上。以色列是最不依賴的國家，因為這些骨幹品系約佔總遺傳貢獻的25％。“Nonpareil”是美國和澳大利亞平均遺傳貢獻最高的骨幹品系，而在西班牙和法國則是“Tuono”和“Cristomorto”。

因此，以“Tuono”, “Cristomorto”和“Nonpareil”三個品種為基礎，育成了兩個目前主流的育種品系。來自“Tuono”或“Cristomorto”的後代數量為76（共享34個後代），而“Nonpareil”有71個後代。平均近交係數為0.041，其中14個基因型表現出較高的近交係數，大於0.250。法國、美國和西班牙的近交係數分別為0.075、0.070和0.037。根據其遺傳貢獻，以色列、法國、美國、西班牙和澳大利亞的現代栽培品種最多可追溯到六個主要的基因型。研究還發現，在65個具有Sf自交親和等位基因的基因型中，平均相關係數為0.125，以“Tuono”為主要基因型（佔總遺傳貢獻的24.7%）。

這些結果使我們對近50年來扁桃育種的發展趨勢有了更深入的瞭解，並將對世界扁桃育種決策過程產生重要影響。目前，扁桃育種計劃中需要增加遺傳變異性，以確保遺傳增益和持續的育種進度。

文章連結：

https://www.nature.com/articles/s41438-020-00444-4

About Horticulture Research

Horticulture Research 是由南京農業大學與自然出版集團（現Springer Nature）合作創辦的英文期刊，是Nature旗下唯一的園藝領域專刊。所有關於園藝作物的基礎和理論研究都可以投稿。Horticulture Research 科睿唯安JCR2019影響因子：5.404，位於園藝一區（第1/36名），植物科學一區（第16/234名），遺傳學一區（第24/177名）。2020年中科院期刊分割槽（基礎版）：位於園藝小類一區，植物科學小類一區，遺傳學小類一區，農林科學大類一區（Top期刊）。