草莓和蓝莓是美国最受欢迎的水果。农民每年生产30亿磅草莓和6.9亿磅蓝莓。

虽然这些水果的营养价值和甜味被广泛珍视，但它们的起源仍然是个谜。人类和大多数其他动物都有二倍体基因组，这意味着他们从父母双方各继承了一组染色体，这些染色体决定了他们的遗传特征。

然而，草莓、蓝莓和许多其他植物都是多倍体，这意味着它们有三组或更多的染色体。多倍体可以有两种不同的形式——同源多倍体，其中染色体是来自单一祖先物种的遗传物质的副本，以及异源多倍体，其中每条染色体来自不同的祖先物种。

草莓和蓝莓都是后者，分别起源于两个和四个祖先物种。发现这些物种的身份可能会开启水果育种的新篇章，这是密歇根州立大学AgBioResearch植物育种家帕特里克·埃杰(Patrick Edger)和他的团队旨在解开的挑战。bob体育登录

密歇根州立大学园艺系助理教授埃杰说:“通过解开蓝莓和草莓等作物的每一个祖先物种，我们可以了解它们的基因组是如何形成的，并利用它们为种植者培育更好的品种。”“许多编码有利性状的基因在驯化和现代作物改良过程中无意中丢失了。我的团队正在从原始来源(野生祖先物种)中鉴定有价值的基因，并将它们重新引入我们的育种计划。”

传统的植物育种是一个漫长的过程，在这个过程中，科学家们将母本植物进行杂交，使其具有有前途的、有利的特性，如高产、抗病虫害和抗旱能力。他们等待植物成熟，然后选择最有希望的植物，重复这一过程，通常是好几代。

近年来，植物育种取得了巨大进步，新的分子技术的出现使研究人员能够在种子时期就确定哪些后代拥有所需性状的基因。bob体育登录这有可能省去植物育种中许多最耗时的环节，因为研究人员可以只培育最有前途的后代，而不必培育一整代人来寻找所需的性状。bob体育登录

埃杰解释说:“对于培育蓝莓这样的多年生作物来说，观察田间的特定性状可能需要数年时间。”“分子育种可以给我们预测的能力，知道哪些幼苗在生长前会有我们想要的特征。它降低了成本，加快了过程，让我们能够更快地提供满足种植者需求的品种。”

然而，如果不知道哪些基因或基因组合会导致哪些性状，育种者就无法确定那些有希望的候选性状。多倍体天生就比二倍体生物更复杂，这是一个更大的挑战，但埃杰的团队已经做好了充分的准备。

“多倍体生物的潜在遗传学当然很复杂，但它们的研究构成了我实验室工作的核心，”埃杰说。“我和我的学生正在研究来自祖先物种的数万个基因的融合是如何在多倍体中协调的。”

开启水果育种的未来

埃杰和他的团队已经在破译蓝莓重要性状的基因方面取得了很大进展。通过MSU AgBioResearch支持的一个为期三年的项目，并与包括Kevin Childs、Tobob体育登录ny Schilmiller和Robin Buell在内的MSU科学家合作进行，Edger的团队成功地确定了有助于水果许多标志性特征的遗传途径，包括颜色、糖含量、植物营养素和抗氧化剂的水平。

由于这些成功，Edger的实验室现在正在解决密歇根州蓝莓产业面临的主要挑战。蓝莓茎瘿黄蜂原产于中西部，野生和栽培的蓝莓都有。

这种黄蜂在开花期间出现，在蓝莓植物的茎上产卵，严重破坏植物，并导致坚硬的肾状瘿的形成，这就是这种害虫的名字。据埃杰说，近年来，这种害虫的活动有所增加，有人估计密歇根州大约40%的蓝莓种植面积受到了影响。

在育种项目中，埃德格的团队将野生物种与现有植物材料结合使用，并与密歇根州立大学AgBioResearch昆虫学家鲁弗斯·艾萨克斯合作，已经确定了对蓝莓茎瘿黄蜂的遗传抗性来源，使他们能够将这种特性培育成未来的品种，并为种植者提供了对抗日益增长的威bob体育登录胁的强大新工具。

抗虫害并不是唯一的目标性状。在美国农业部的资助下，埃杰开始了抗炭疽病的研究，炭疽病是美国蓝莓植物中最常见和最广bob体育合法吗泛的疾病。

由于这种疾病的外在迹象通常在接近收获时才会出现，种植者几乎完全依赖于预防策略来控制它。增加具有更高抗病能力的蓝莓品种将是该行业的一个至关重要的新工具。

为了给草莓和蓝莓带来同样的分子育种好处，埃杰的团队同样开发了一个基因组平台来指导草莓的育种和研究工作。bob体育登录埃杰认为植物育种的未来就是采用分子方法。

埃杰说:“有了这项技术，我们不仅可以更快地培育个体特征，还可以对它们进行组合。”“我们希望能够培育出一种具有最佳性状的品种，以便给农民和消费者带来大丰收。在此之前，我们必须等上两到三年，才能看到我们想要的特质是否会出现。现在，我们可以在第一天就在实验室里评估它们。”