https://doi.org/10.1186/s43897-024-00122-2
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近日，Molecular Horticulture在线发表了广东省农业科学院果树研究所易干军、杨乔松研究员课题组的综述论文，题为Recent advances and future directions in banana molecular biology and breeding。该文系统阐述了过去十多年中香蕉分子生物学和育种方面的成就和进展，旨在为研究人员提供关于香蕉复杂遗传背景和进化关系、果实成熟生物学以及基于多组学的逆境生物学研究的最新信息，特别关注香蕉分子育种的最新进展，为未来的研究提供有价值的技术参考。
背景介绍
香蕉（Musa spp.）作为全球重要的水果和粮食作物，产业发展面临着包括货架期短、易遭受多种非生物逆境（如低温、干旱、盐碱等）和生物逆境（如镰刀菌枯萎病、细菌性枯萎病、病毒、线虫等）等诸多挑战。培育产量高、品质优、抗逆能力强的新品种是解决这些问题的最有效方法之一。然而，由于大多数栽培香蕉具有不育性和多倍体特性，香蕉杂交育种的成功率极低，而香蕉品种基因组资源匮乏以及分子标记不足亦使得香蕉育种领域进展缓慢。因此，了解香蕉复杂的遗传背景和进化关系，在多个层面上表征高产、优质和抗性基因，并开发适合香蕉的分子育种技术体系，对于加快香蕉生物育种十分必要。
综述概要
该综述的第一部分为“Origin and domestication of bananas”，重点介绍了香蕉的起源与驯化。香蕉主要分布在亚洲和大洋洲的热带和亚热带地区，分为AA、AB、AAA、AAB和ABB等基因型。大多数栽培的无籽三倍体香蕉是通过Musa acuminata和Musa balbisiana自然杂交和体细胞变异演化而来。Musa schizocarpa和某些Australimusa属物种也对现代香蕉品种的遗传组成有所贡献（Fig. 1）。
Fig.1 现代栽培香蕉的进化图（A）和三倍体香蕉品种的基因组祖先图（B）。
综述第二部分为“Advances in banana fruit ripening biology”，主要包括香蕉果实的成熟调控及影响果实品质的因素两方面。对香蕉果实成熟过程中的环境因子和转录因子调控、果实成熟相关基因及其转录和表观调控研究进展进行了系统综述，同时对短货架期以及低温和高温导致的果实成熟异常等影响香蕉产业发展的重要问题的研究近况及相关机理进行了概括总结（Fig. 2）。
Fig.2 香蕉果实生物学的最新进展总结。
第三部分为“Banana stress biology”，该部分分别对非生物和生物逆境抗逆性相关基因的表征进行了论述。最近的研究发现MEKK1、MKK2、MAPK5、ICE1、PIP1/2、POD52/P7等在香蕉耐冷性中发挥了重要作用；而针对镰刀菌枯萎病的抗性基因研究较多，RGA2、Ced-9、Foc ERG6/11、MabHLH等基因通过提高免疫力、防止细胞坏死、抑制病原菌发育、强化细胞壁等增强了香蕉对枯萎病的抗性（Fig. 3）。
Fig.3 关键基因在香蕉各种逆境中的作用概述。
第四部分“Molecular breeding of bananas”则从香蕉的遗传转化系统出发，详细介绍了香蕉分子育种的最新进展，为分子标记辅助育种、诱变育种以及基于基因编辑等技术的生物育种指明了方向（Fig. 4）。
Fig.4 多组学在加速香蕉分子育种中的应用。
最后，文章还对香蕉多组学研究和分子育种领域存在的问题和挑战进行了论述，并展望了未来香蕉生物学研究的内容，指出借助最新的技术进步，将加速香蕉分子育种进程，促进香蕉种质的多样性，为培育高产、优质且抗逆的新香蕉品种提供了新的思路。
该综述由广东省农业科学院果树研究所完成，杨乔松和易干军为该论文的共同通讯作者，程春振和吴烁凡为共同第一作者。论文的相关研究工作得到了岭南现代农业科学与技术广东省实验室、广东省农业科学院中青年学科带头人“金颖之光”培养计划、广东省农业科学院杰出团队项目和广东省农业农村厅香蕉种业创新园等项目的资助。
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