等位基因特异性表达揭示了栽培番茄与野生番茄种间果实表型差异背后复杂的顺式和反式调控分化

番茄（Solanum lycopersicum）是最重要的农业作物之一，也是研究肉质果实生物学的模式系统。然而，驯化瓶颈导致其遗传多样性受限，从而制约了作物的进一步改良。野生近缘种是表型多样性的丰富储备，但这种表型多样性背后的分子基础在很大程度上仍不清楚。鉴于基因表达变异是驱动表型多样性的主要因素，我们在栽培番茄与三个涵盖不同进化距离的野生近缘种形成的F1杂交种中，针对三种果实组织和多个发育阶段开展了全基因组等位基因特异性表达分析。我们的分析构建了一个跨物种的顺式和反式调控变异图谱，揭示了在跨物种、组织和发育阶段的表达分化中，顺式调控效应占据主导作用。大多数顺式效应具有组织特异性和/或阶段特异性，突显了组织背景在调控变异中的重要性。调控机制和遗传模式随着进化距离的变化而发生转变，亲缘关系更远的物种表现出更高的顺式调控贡献。最后，我们鉴定出与果实营养价值和风味品质相关的生物合成通路中存在广泛的调控分化，包括类胡萝卜素、黄酮类生物碱、糖和挥发性化合物。本研究提供了一个揭示番茄果实发育基础调控变异的高分辨率图谱，并为果实营养和风味性状调控的进化提供了新的见解。

番茄（Solanum lycopersicum）是最重要的农业作物之一，并且是研究肉质果实生物学的模式系统。然而，驯化瓶颈导致其遗传多样性受限，从而制约了作物的进一步改良。野生近缘种是表型多样性的丰富资源库，但这种表型多样性背后的分子基础在很大程度上仍不清楚。鉴于基因表达变异是表型多样性的主要驱动因素，我们在栽培番茄与3种进化距离不同的野生近缘种构建的F1杂交种中，针对3种果实组织和多个发育时期开展了全基因组范围的等位基因特异性表达分析。我们的分析构建了一个跨物种的顺式与反式调控变异图谱，揭示了在不同物种、组织和发育时期的表达分化中，顺式调控效应占据主导地位。大多数顺式效应表现出组织特异性和/或时期特异性，凸显了组织背景在调控变异中的重要性。调控机制及其遗传模式会随着进化距离而发生变化，其中亲缘关系更远的物种表现出更高的顺式调控贡献。最后，我们鉴定出与果实营养价值和风味品质相关的生物合成通路中存在广泛的调控分化，包括类胡萝卜素、黄酮类生物碱、糖类和挥发性化合物。本研究提供了一幅支撑番茄果实发育的高分辨率调控变异图谱，并为果实营养和风味性状调控的进化机制提供了新的见解。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.05.27.728279v1?rss=1

🏷️ 等位基因特异性表达 顺式-反式调控 番茄驯化 果实发育 基因表达分化 风味与营养代谢