传说中的丝绸之路绵延4000英里，连接中国和西欧，从公元前2世纪到公元14世纪，这里的贸易十分繁荣。丝绸之路出产了我们最喜爱、最珍贵的水果之一:家养苹果(Malus domestica)。
打包零食的旅行者会在一个地点采摘苹果，吃完后把果核扔到几英里外。这些种子在新的地点长成了树，与野生品种杂交，创造出了7000多种今天仍然存在的苹果。
与野生物种的杂交使苹果的基因组变得非常复杂和难以研究。全球的多学科研究团队,共同Zhangjun范,教员博伊斯汤普森研究所(发言),和Gan-Yuan钟,科学家USDA-Agricultural研究服务(ARS)在日内瓦、纽约-解决这个问题通过应用先进的测序技术和生物信息学算法两个染色体的组装成套驯化的苹果和它的两个主要野生祖细胞。
研究人员发现，苹果独特的驯化历史导致了尚未开发的基因来源，这些基因可以用于作物改良，如改善大小、风味、甜度和质地。
“植物育种家可以利用这些详细的信息来改善对消费者最重要的性状，现在主要是味道，”费说，他也是康奈尔大学综合植物科学学院(SIPS)的副教授。
“也许更重要的是，”他补充说，“这些信息将帮助育种者生产出更能抵抗压力和疾病的苹果。”
这项研究发表在11月2日的《自然-遗传学》杂志上，作者来自英国生物技术研究院、康奈尔大学、康奈尔农业科技公司、美国农业部(USDA)和山东农业科学院。
从丝绸之路到纽约的日内瓦
据费表示，这项新研究是2017年发表在《自然通讯》上的一项早期合作的成果，该研究追溯了苹果沿着丝绸之路驯化和进化的历史。
在康奈尔大学的费、钟和其他同事的后续讨论中，他们将新的测序和组装技术应用到美国农业部在日内瓦的克隆库中，从而建立了更好的、新的苹果参考基因组。该仓库位于康奈尔农业科技公司，杏耀拥有世界上最大的苹果藏品。这些遗产中有许多可以追溯到丝绸之路。
在目前的工作中，研究人员对三种家蝇的全参考基因组进行了测序、组装和比较。以及苹果的两个主要的野生祖先，欧洲山楂(M. sylvestris)和中亚野生苹果(M. sieversii)，它们总共占驯化苹果基因组的90%左右。
研究结果为苹果育种者提供了详细的基因组图谱，可以帮助他们打造出更好的苹果。
“我们想要开发新的基因组，尤其是野生的祖细胞，因为它们可能对理解苹果的遗传多样性和确定培育新品种的有用特性产生巨大的影响，”钟说，他也是SIPS的兼职副教授。
通过比较这三种基因组，研究人员能够确定哪一种祖物种产生了导致被驯化苹果的许多性状的基因。例如，研究小组发现，赋予苹果松脆口感的基因位于苹果易患蓝霉的基因附近。
“现在我们知道了这两个基因组区域的确切位置，”费说，“育种人员可以找到一种方法来保留纹理基因，培育或编辑蓝霉基因，以生产出更抗病的品种。”
发现少了什么
该团队还为这三个物种组装了泛基因组。泛基因组捕获一个物种的所有遗传信息，不像参考基因组捕获单个生物。泛基因组对于像苹果这样种类繁多的物种来说尤为重要。
研究小组在被驯化苹果的泛基因组中发现了大约5万个基因，其中包括之前发表的苹果物种参考基因组中没有的2000个基因。“这些‘缺失基因’被证明是非常重要的，因为其中许多基因决定了苹果育种家最感兴趣的特性，”费说。
利用从不同阶段的水果中提取的RNA，
杏耀主管 ，他们还识别出了与质地、香气和其他水果特征相关的基因，这些基因优先表达在这两个基因拷贝之间。
钟说:“这让我们和育种家更深入地了解了一种特殊性状背后的遗传多样性。”“这些发现将帮助我们的团队更好地管理和管理美国农业部日内瓦克隆库中的6000多份苹果样本，”钟补充道，杏耀平台“同时也使我们能够向育种家和其他研究人员提供与这些样本相关的关键遗传和基因组信息。”
