研究其他果品作物栽培的新成果
（一）石榴科水果栽培研究的新信息
1．成功破译石榴基因组遗传密码
2017年7月11日，安徽省农科院徐义流研究员主持，华大基因、福建农林科技大学、美国伊利诺伊大学、法国农科院以及哈佛大学等6家单位17位专家参加的研究团队，在《植物杂志》网络版发表发表研究成果，宣告成功破译石榴基因组遗传密码。
据介绍，本次研究人员完成的石榴基因组项目，以安徽传统品种“大笨籽”为材料，利用二代基因组测序技术，组装基因组大小328Mb，约占预测大小的92%，预测出蛋白编码基因29229个。研究人员对石榴的系统进化、种皮结构发育与进化、功能性成分花青素、鞣花酸、安石榴苷等的代谢机理进行了研究。
该项目成果在理论上将为石榴基因功能研究奠定基础，在应用上为石榴的遗传改良提供重要依据。这也是世界上第一例桃金娘目果树植物的基因组图谱，因而可极大地促进植物的系统进化研究。
近年来，该研究团队在石榴种质资源与遗传改良工作中做了大量工作，其中石榴基因组图谱的完成，对石榴基因挖掘及重要农艺性状的解析具有里程碑的作用，处于世界领先水平。据研究人员介绍，他们将立足产业需求继续开展以大粒、软籽为目标的可食率高、食用方便的优良石榴品种选育工作，开展以高功能性物质石榴新优品种选育工作，同时加速石榴功能性成分的开发与利用，促进石榴更好地为人类健康服务。
2．破译软籽石榴“突尼斯”基因组密码
2019年10月8日，中国农科院郑州果树研究所研究员曹尚银领导的研究团队，在《植物生物技术杂志》网络版发表研究成果称，他们完成了软籽石榴“突尼斯”的高质量基因组图谱，为解析软籽和硬籽石榴品种分化遗传机制提供支撑，并为软籽石榴遗传改良研究奠定重要基础。
吃石榴不吐籽，这是软籽石榴的特有优势。然而，与硬籽石榴相比，国内广泛栽培的软籽石榴“突尼斯”不抗冻的特点，严重威胁和限制着产业的健康发展。
石榴是一种古老的落叶灌木果树树种，栽培历史悠久。石榴被誉为“生命之果”，其果皮、果肉以及种子均含有丰富的类黄酮、多酚、花青素等抗氧化物质，有利于预防高血脂、高血压、艾滋病、传染性疾病、冠心病、前列腺癌症等疾病。尤其是软籽石榴品种，籽粒硬度小，食用时易于吞咽，避免了营养的流失。此外，软籽石榴市场售价，通常是普通品种的2～4倍，是广大果农脱贫致富的良果佳品。
研究人员介绍，该研究基于二代和三代测序技术，获得软籽石榴“突尼斯”高质量基因组序列，基因组大小为320.31Mb，重叠群N50为4.49Mb，注释了33594个基因。采用Hi-C光学技术结合遗传图谱，把97.76%的序列组装到了8对染色体上。与现有的“泰山红”石榴基因组相比，“突尼斯”多组装出46.01Mb序列，重叠群N50的平均长度提升46倍，在组装完整度及精确度上都得到极大地提升。
比较基因组学研究表明，软籽“突尼斯”基因组与硬籽“泰山红”“大笨籽”基因组间，存在着大量的SNP和InDel变异。对26个石榴品种进行群体遗传学分析表明，软籽石榴群体与硬籽石榴群体间，存在着大量的受选择位点。尤其是Chr1上，存在着高达26.2Mb的受选择区段。基因注释信息表明，与基因组变异及选择信号相关的基因潜在地影响着石榴硬籽和软籽特性分化。
（二）猕猴桃科与鼠李科水果栽培研究的新信息
1．完成中华猕猴桃基因组测序
2013年10月18日，合肥工业大学刘永胜教授，与美国康乃尔大学汤姆逊植物研究所费章君博士共同领导，四川大学、四川省自然资源研究院、湖北省农科院、中科院广西植物研究所、香港中文大学、复旦大学、西南大学、美国爱达荷大学、美国农业部等单位专家参与的的一个国际研究团队，在《自然·通讯》网络版发表发表论文称，他们历时3年完成了中华猕猴桃“红阳”的基因组测序研究，为猕猴桃品质改良和遗传育种奠定了重要基础。
该项成果对广泛栽培的中华猕猴桃品种“红阳”的基因组进行分析，发现猕猴桃进化过程中3次基因组倍增历史事件，揭示猕猴桃富含维生素C、类胡萝卜素、花青素等营养成分的基因组学机制，
猕猴桃，又称“奇异果”，被誉为“水果之王”和“维C之王”。它含有亮氨酸、苯丙氨酸、异亮氨酸、酪氨酸、丙氨酸等10多种氨基酸，以及丰富的矿物质，包括丰富的钙、磷、铁，还含有胡萝卜素和多种维生素，对保持人体健康具有重要的作用。猕猴桃起源于中国，大约100年前在新西兰开始驯化和栽培。目前已在中国、新西兰、意大利、智利等10多个国家大规模种植，成为风靡全球的营养最为丰富的高端水果之一。
2．完成鼠李科枣树高质量全基因组测序
2014年10月29日，河北农业大学刘孟军教授率领的研究团队，与深圳华大基因科技服务有限公司合作，在《自然·通讯》网络版发表研究成果称，他们在世界上率先完成枣树的高质量全基因组测序任务，使枣树成为世界鼠李科植物和我国干果树种中第一个完成基因组测序的物种。
刘孟军团队自2010年启动枣基因组计划起，从枣基因组大小测定、杂交群体建立和高密度遗传图谱构建等开始展开工作。2011年，与华大基因合作，相继攻克了高度复杂枣基因组的测序和填图补洞等一道道难关。
这项研究，对我国著名枣品种“冬枣”展开全基因组测序，组装出高质量的枣基因组序列，总长达4.38亿个碱基，达到枣估测基因组大小的98.6%，并且将其79.55%的碱基锚定到了枣的12条假染色体上。预测出32808个蛋白质编码基因，发现大量的枣特色基因。特别是，在第一号染色体上，发现与枣树独特生物学性状密切相关的高度保守区域，为揭示枣特殊生物学性状的分子机制奠定基础。该研究还发现，枣的基因组在历史进化中经历了复杂的染色体断裂、融合及片段重组过程，但却没有发生最近一次的全基因组复制事件。
研究人员首次发现，枣果同时具有柑橘和猕猴桃两种积累维生素C的分子机制。一方面，类似柑橘，半乳糖方法合成维生素C的途径得到大幅度加强；另一方面，类似猕猴桃，维生素C再生途径中的关键基因家族出现极显著扩张。
（三）杨梅科与柿科水果栽培研究的新信息
1．分析杨梅基因组和性别遗传机制
2018年8月，浙江大学农业与生物技术学院果树科学研究所高中山教授率领，杭州和壹基因公司、中国农科院作物所、上海农科院林果所和慈溪林业技术推广总站等单位专家参与的研究团队，在《植物生物技术杂志》上发表论文称，他们完成了中国杨梅全基因组测序组装、基因注释，并解析了雌雄性别控制遗传模式。
杨梅属于木兰纲杨梅属常绿乔木，雌雄异株。杨梅原产浙江余姚，1973年余姚境内发掘新石器时代的河姆渡遗址时发现杨梅属花粉，说明在7000多年以前该地区就有杨梅生长。杨梅果实营养丰富、风味独特，而且具有独特的保健功能。杨梅是我国南方重要的果树树种，在华东各省及湖南、广东、广西、贵州等地区均有分布。杨梅属有50多个种，中国已知的有杨梅、毛杨梅、青杨梅和矮杨梅等，经济栽培主要是杨梅。
该研究团队利用二代和三代基因组测序技术，对杨梅雌、雄两个品系的全基因组进行测序。研究人员发现，杨梅基因组大小为320Mb，组装基因组大小313Mb，占预测基因组大小的97%，8条染色体，预测出蛋白编码基因32493个。
研究人员通过雌雄两个自然群体混合样重测序比较，发现杨梅性别控制区域在59Kb范围内，包含性别决定候选基因，推导出性别决定模式为ZW型，雌性为杂合ZW型，雄性为纯合ZZ型。开发的雌雄性别关联分子标记，可以直接应用于杨梅杂交苗的性别早期鉴定。这项研究成果，对于杨梅遗传育种以及分子生物学研究，具有非常重要的意义。
2．发布首个高质量柿基因组序列图谱
2019年12月，浙江大学殷学仁教授课题组，联合中国林业科学研究院亚热带林业研究所和西北农林科技大学等单位组成的研究团队，在《园艺研究》杂志上发表论文，首次公布二倍体油柿的基因组序列，并通过遗传图谱分析研究其进化关系。
柿是原产我国的落叶果树，属于柿科柿属。我国有3000多年的柿树栽培历史，有丰富的品种资源，是柿的分布中心和原产中心之一。目前在中国、日本、韩国、西班牙等国均有柿树种植，并受到越来越多的国家和人民的喜爱。近年来，基因组学研究取得长足发展，越来越多的植物基因组序列相继公布，极大地推动了相关研究的开展。柿科植物约有500种，但均未有基因组序列的公布，严重制约了相关研究工作。
该研究团队通过因美纳测序平台和第三代测序技术，共得到86Gb的原始数据，通过Canu软件去除杂合序列，并组装得到油柿全基因组序列，其大小为849.53Mb， 重叠群N50为890.84kb，预测得到32516个蛋白质编码基因。进一步通过高通量染色体构象捕获技术，把其中799.71Mb（占全基因组序列的94.14%）的序列，定位到15条染色体上。
研究表明，共有25199个基因可以分类到13406个基因家族，与拟南芥、苹果和葡萄相比，共有1251个基因家族属于柿物种所特有。进化关系表明，柿与猕猴桃亲缘关系最近，约在7780万年前发生分化，其次是番茄。在进化过程中，柿经历了一次全基因组复制事件，其基因组中存在556.36Mb的重复序列。同时在其进化过程中发生了大量基因家族的扩张和收缩，主要涉及到淀粉、糖代谢过程及黄酮类物质生物合成等生物学过程。柿果实的独特之处，在于其果肉在发育过程中能积累大量单宁，其中的可溶性单宁导致柿果实呈现涩味。分析油柿基因组序列发现，单宁（即原花青素）生物学合成途径的基因，有1/3的基因形成基因簇并定位于第一条染色体上，这可能是导致柿果实涩味性状稳定遗传的原因。
基于柿基因组序列，通过SLAF-seq测序和遗传图谱共线性分析发现，油柿可能是栽培柿的祖先之一。课题组前期发表过多个柿果实采后脱涩保脆相关基因。该研究中，进一步通过全基因组水平上解析柿果实采后低氧脱涩机制发现，受高浓度二氧化碳处理诱导显著上调的基因启动子序列中，存在大量的低氧响应元件，并调控无氧呼吸代谢途径中乙醇脱氢酶、丙酮酸脱羧酶和丙酮酸激酶等基因的表达，进而促使涩柿果实产生乙醛，与可溶性单宁发生缩合反应，生成不溶性单宁，使柿果实完成脱涩。
（四）辣木科与壳斗科坚果栽培研究的新信息
1．公布辣木及辣木籽的高质量参考基因组
2015年5月，云南大学农学院郝淑美教授与云南农业大学盛军教授牵头，吉林大学等单位相关专家参与的研究团队，在《中国科学：生命科学》发表研究成果，公布了高质量的辣木及辣木籽的基因组谱草图。
近期一种原产于印度、巴基斯坦、尼泊尔的中小型常青树辣木，也称鼓槌树、油赖木， 在农业和工业上越来越受到关注，辣木的各个部位可以作为食物、入药或者用于工业生产。辣木叶是中国国家新资源食品，其根也能食用，而它的种子可净化水，可压榨出食用油，也可用于油漆、化妆品和药品制造。由于其果实具有较高的蛋白、维他命、矿物质含量，而在发展中国家广泛种植。辣木可以在海拔0～1800米、年降雨量500～1500 毫米的地区种植，适合干旱和半干旱地区，而这样的地区占地球陆地面积的37%，发展中国家的干旱地区比重更大。许多地区正在大力推广种植辣木，但关于辣木的基础研究还有许多空白，这也限制了对辣木的进一步开发利用。
在这篇文章中，研究人员首次对辣木进行了全基因组测序，组装了高质量的基因组并且完成了注释工作， 这些工作将有力地促进对多年生植物辣木的利用和研究。在这项研究中，研究人员注释出19465个蛋白质编码基因，同时他们对辣木基因组和其他一些物种进行比较基因组分析，验证辣木的系统发生区域，鉴别辣木的一些物种特异的基因家族和受正选择的基因，这些基因可能帮助进一步鉴别与辣木的高蛋白、快速生长和抗逆相关的基因。这个参考基因组，将开拓对辣木的研究，促进应用基因组学手段对辣木的育种和改良。
至今为止，还没有辣木科的植物基因组相关文章的发表，使得辣木的基因组数据不仅对辣木的进一步研究很重要，也对辣木科其他植物的研究意义非凡。由于相关研究的匮乏，本文的研究在许多方面还不能得出确定性结论，只是对于未来研究辣木有价值的特性建议性地指出方向。基因家族分析显示，辣木拥有非常少的单拷贝基因家族和辣木特异基因家族，以及注释出来的基因数目比一般的高等植物基因数目少很多，许多基因家族收缩，还有辣木的基因组规模非常小，这暗示了辣木拥有非常精小的基因组，也可能是辣木生长速度比较快的原因。
这篇文章专注于辣木基因组的特征以及辣木的特征形状，找出了一些可能与高蛋白、耐热、耐旱、快速生长有关的基因，本文提供的基因列表不仅对将来辣木的功能研究，也对未来辣木的育种、改良非常重要，这或许能帮助辣木尽快被世界上粮食短缺以及干旱的地方作为多年生作物种植，让辣木物尽其用。
2．绘制壳斗科中国板栗的全基因组图谱
2019年9月13日，北京农学院林木分子设计育种中心秦岭教授课题组，联合天津生物芯片技术公司、荷兰瓦赫宁根大学、河北农科院昌黎果树研究所和中科院华南植物园等单位组成的研究团队，在《Gigascience》杂志网络版发表论文，公布他们研究组装及注释的中国板栗全基因组图谱，这使中国板栗成为栗属植物中第一个完成基因组测序的树种。
中国板栗为壳斗科栗属植物，是我国重要的干果之一，富有“木本粮食”之称。广泛栽培于我国26个省份，年产193万公吨，约占世界栗总产量的83.34%，是我国山区栗农脱贫增收的“铁杆庄稼”。中国板栗种质资源遗传多样性丰富，品质优良，抗栗疫病，耐瘠薄，已成为栗属植物种质创新的重要亲本资源。高质量的中国板栗基因组图谱，为栗属植物的起源进化、遗传改良和分子育种等研究，奠定重要基础。
该研究基于二代和三代测序技术，获得板栗高质量基因组序列，基因组大小为78553Mb，重叠群N50为944Kb，注释了36479个基因。根据BUSCO分析，基因组完整性为96.7%。与三个近缘物种栓皮栎、山毛榉和胡桃树的基因组相比，中国板栗具有8884个特有基因家族和11952个特有基因。基因组进化分析表明中国板栗和栓皮栎的分化发生在1362万年前。
（五）胡桃科与银杏科坚果栽培研究的新信息
1．成功绘制高质量核桃基因组图谱
2020年2月4日，中国林科研究院林业研究所与上海师范大学、中科院计算技术研究所和西藏农牧科学院联合组成的研究团队，以裴东研究员通讯作者，在《植物生物技术杂志》网络版发表论文称，他们开展核桃基因组的深入研究，已绘制出高质量的基因组图谱。
核桃是世界重要的木本油料和珍贵用材树种，核桃坚果位居世界“四大坚果”之首。我国是核桃资源大国，核桃种植面积和产量均居世界首位。研究人员说，他们利用最新测序技术，结合Hi-C、遗传图谱和物理图谱等手段，获得高质量、染色体水平的核桃基因组序列，该基因组大小为540Mb，重叠群N50为3.34Mb，注释了39432个基因。
同时，研究人员基于高质量基因组图谱，获得黑核桃、野核桃和核桃楸等5个种的染色体级别基因组序列。共线性分析发现，核桃两个亚基因组共同保留将近一万个旁系同源基因，对全基因组复制时间的估计（大约两千多万年前）发现，编码基因每百万年丢失频率为0.56％～1.62％，在进化过程中亚基因组间同源区域中基因出现系统性丢失或移除现象。
研究人员认为，高质量的核桃基因组序列将为核桃遗传改良、核桃科植物的比较基因组学及演化研究，奠定重要的基础。
2．公布孑遗物种银杏的高精度基因组
2021年6月，南京林业大学与中国农科院农业基因组研究所共同组成的研究团队，以曹福亮院士和尹佟明教授为共同通讯作者，在《自然·植物》网络版发表了染色体级别的银杏参考基因组，它是目前已发表的组装质量最高的裸子植物参考基因组。
裸子植物作为一类独特的植物种系，主要由四个支系组成：银杏纲、苏铁纲、松杉纲和买麻藤纲。苏铁纲现在仅有1目4科11属约124种。松杉纲为现存裸子植物中种类最多、分类最广的一个类群，有4目7科57属约600 种。买麻藤纲有3目3科3属约80种。而银杏纲仅存银杏1种。
研究人员说，银杏基因组是人基因组的3倍多，接近100亿个碱基。它有12对染色体，而1条染色体的长度平均约为人6条染色体的长度。在这项研究工作中，他们采用最新的基因组测序技术，获得了大小为9.87G的参考基因组图谱，并装配到银杏的12条染色体上。准确注释了27832个银杏基因组蛋白编码基因，取代了原版本基因组草图的基因，是迄今发表的组装质量最高的裸子植物参考基因组。
研究人员表示，银杏为速生珍贵的用材树种，材质优良，木材可供建筑、家具、室内装饰、雕刻、绘图版等用。种子供食用及药用。叶片提取的银杏黄酮有重要的药用和保健价值。同时，银杏树形优美，春夏季叶色嫩绿，秋季变成黄色，是重要的城市及园林绿化树种。因此，探索银杏，不仅具有重要的科学价值，而且还具有多种应用价值。
