光明网：“茄子家族”如何变得五彩斑斓？生物育种技术助力种源攻关
作者：肖熙鸥
来源：南亚热带作物研究所
日期：2024-11-25
茄子作为重要的茄科蔬菜，在全世界均有栽培。我国是世界上茄子种植面积和产量最大的国家。茄子含蛋白质、多种维生素、多种微量元素和多种食物碱等营养物质，在抗癌、抗衰老、防止心血管疾病、糖尿病以及炎症等方面具有有益作用。
果实形状从圆形到长条形，颜色从白色到紫黑色……茄子具有十分丰富的形态。茄子的消费具有显著的地域特点，华南地区主要以紫红长茄为主，江浙地区主要以线茄为主，东北地区以圆茄为主，西南地区主要以墨茄为主。除了常见的栽培茄子外，在我国西双版纳以及东南亚地区还食用一些野生茄子，如红茄等。
图1：茄子具有丰富的遗传多样性
单倍体育种能显著缩短茄子育种年限
茄子单倍体育种是利用植物组织培养技术诱导产生单倍体植株，再通过秋水仙素处理使染色体组加倍，从而获得正常染色体数的植株。
与传统通过多代自交获得纯合自交系的方式相比较，该方法能够显著缩短育种年限、快速获得纯合体。中国农业科学院蔬菜花卉研究所、重庆市农科院蔬菜所和金陵科技学院等研究机构建立了成熟的茄子化药再生体系，并且育成了一批优质新品种。同时上海市农科院等单位也开展了“基于dmp基因编辑的单倍体诱导”的研究，加速茄子的育种进展。
图2：单倍体诱导流程
分子标记辅助育种可提高茄子育种选择的准确性
分子标记辅助育种在茄子育种上得到了应用，目前其应用的分子标记类型主要包括ssr、indel和snp。在茄子育种中的应用方向主要包括种质资源遗传多样性分析、指纹图谱构建、种质资源鉴定、种子纯度鉴定、qtl定位和分子标记辅助选择。
天津市农科院构建了一套分子标记辅助选择与田间表型相结合的圆茄耐弱光育种技术体系，在茄子育种中得到应用，创制出16份综合性状优良、遗传稳定的核心种质资源。
利用转基因技术可定向改良茄子
自从guri and sinks在1988年首次报道在茄子上进行了遗传转化，国内外研究人员开展了大量的研究。相关研究主要集中在提高茄子的抗虫性、抗根结线虫、抗病和提高品质等（图2）。
2013年，印度批准了第一例商业化的转基因茄子品种，通过将bt（苏云金芽胞杆菌）基因转入茄子中，能够提高茄子的抗虫性，从而减少农药的使用。
在印度，有研究表明，与非bt杂交茄子相比，种植bt杂交茄子可使产量提高37%，总杀虫剂使用量减少约42%。目前国内尚无转基因茄子的上市。
图3：茄子转基因研究进展（alam, i 等2021）
基因编辑技术显著改良茄子性状
国内外研究人员开展了基于crispr/cas9的基因编辑研究。如通过编辑smlog1基因使茄子的皮刺消失；同时对三个ppo基因进行编辑，可减缓茄子果肉褐变。国内已通过基因编辑创制了一批形状明显改良的茄子新材料，目前还处于研究状态。
我国正处于开展种源技术攻关阶段，随着茄子基因组数据库的不断完善，生物育种为茄子整体产业链升级中提供了强大的创造力，有利于推动茄子育种关键技术改进和种质资源创新，不断扩大我国茄子“家族”成员，为打赢种业翻身仗提供强有力的支撑。
参考文献：
alam, i ; salimullah, m. genetic engineering of eggplant (solanum melongena l.): progress, controversy and potential. horticulturae 2021, 7, 78. https://doi.org/10.3390/horticulturae7040078 ）
maioli a, gianoglio s, moglia a, et al. simultaneous crispr/cas9 editing of three ppo genes reduces fruit flesh browning in solanum melongena l[j]. frontiers in plant science, 2020, 11: 607161.
zhang l, zhang r, yan p, et al. pe (prickly eggplant) encoding a cytokinin-activating enzyme responsible for the formation of prickles in eggplant[j]. horticulture research, 2024: uhae134
新闻链接：