蘋果屬基因組大解密：6000萬年演化史與抗病關鍵

蘋果屬(Malus)橫跨北半球溫帶地區，從東亞、歐洲到北美，自然分佈超過35個物種。這個屬不僅包含我們熟悉的栽培蘋果(Malus domestica)，還有許多野生近緣種。最新研究揭開了蘋果屬物種間的演化關係，以及它們的基因組在過去近6000萬年中的演變歷程。

賓州州立大學馬宏教授表示：「雖然蘋果是重要的經濟作物，但學界對這個屬的基因組演化研究卻相當有限。這次我們不僅深入解析了蘋果屬基因組，建立了完整的家族樹，還發現了全基因組複製、物種雜交等關鍵事件，甚至定位出與蘋果黑星病抗性相關的基因區域。」

研究團隊全新定序了30個蘋果屬成員的基因組，包括常見的「金冠」栽培品種。其中20個是二倍體(每條染色體有兩個複製)，10個是多倍體(每條染色體有三到四個複製)，後者很可能是近期二倍體與其他近緣種雜交的結果。

透過比對近千個基因序列，科學家重建了蘋果屬的演化樹，並推測其起源可追溯至5600萬年前的亞洲。馬教授指出：「蘋果屬的演化史相當複雜，物種間頻繁雜交加上共同經歷的全基因組複製事件，讓比較研究變得困難。」

研究團隊採用「泛基因組分析」技術，全面比對30個基因組中的保守基因、轉座子(會「跳躍」的基因)以及物種特異性基因。這種方法能有效檢測結構變異、基因複製和重排，這些細節在少數基因組比較中容易被忽略。

特別值得一提的是，研究發現了一個與蘋果黑星病抗性相關的基因片段。這種真菌性疾病對全球蘋果產業造成嚴重影響。團隊還開發了新的分析工具，成功定位出野生蘋果中與抗寒、抗病性相關的基因區域，但這些基因可能同時導致果實口感不佳。

馬教授推測：「在育種過程中，追求美味可能無意中削弱了栽培蘋果的抗逆性。透過泛基因組分析理解蘋果屬的結構變異、物種關係和雜交歷史，將有助於未來育種工作，讓美味與抗病性得以兼顧。」

這項突破性研究成果已發表於《自然遺傳學》期刊。

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參考文獻：Li et al. Pan-genome analysis reveals the evolution and diversity of Malus. Nat Genet, published online April 16, 2025; doi: 10.1038/s41588-025-02166-6