苹果是全球最重要的水果作物之一，种植于100多个国家。一些苹果树自发成长为被称为“矮化型”品种——这些树木较小，产量更高，且管理更为简单。然而，导致这一理想特征的遗传因素至今仍不清楚——直到现在。
全球一组科学家建立了著名富士苹果的第一个“完全分相”基因组。这本质上创建了一个完整的遗传图谱，区分了来自每个亲本的基因。
通过这一综合性图谱，研究小组检查了74个富士克隆品种，发现了显著的体细胞变异——这些突变发生在苹果植物的生命过程中，而不是从父母那里遗传来的。这些体细胞变异可以引入新的特征，例如早熟和矮化型生长，使某些苹果树与众不同。
“矮化型苹果树受到农民的高度重视，”博伊斯·汤普森研究所教授、研究的主要作者之一张军飞表示。“它们生产更为集中花芽，产出更多的水果，并且修剪需求较少，非常适合现代果园，特别是在生长环境恶劣的地区。”
富士苹果首次开发于1939年，是通过红美人和拉尔斯·詹特品种的交叉培育而成，以其甜美的味道和脆嫩的口感而广受欢迎。在中国等国家，富士克隆占苹果品种的70%以上，矮化型品种显著提高了生产力，并在贫瘠土壤和水源有限的条件下适应良好。
该研究的关键发现围绕一个称为MdTCP11的基因，该基因作为生长控制的开关。科学家发现，矮化的苹果树在这个基因附近的DNA中存在微小但显著的缺失，导致其活性增强，从而产生更短的树枝和更密集的树结构。
然而，研究更进一步。科学家们还发现，与标准品种相比，矮化型树的DNA甲基化水平——这一可以激活或失活基因的机制——较低。甲基化的减少使得MdTCP11更加活跃，进一步促进了矮化型特征。
这项研究可能会对苹果的育种产生重大影响。通过理解这些遗传特征，育种者可以创造出将紧凑生长与其他基本特征，如抗病性相结合的苹果品种。
此外，这还可能导致更可持续的苹果种植，因为矮化树需要更少的资源，并且能够在较小的区域内产出更多的水果。这是理解我们农业作物的遗传基础如何为更高效和环保的农业方法铺平道路的一个优秀范例。
