近日，一组研究人员发现了黑莓部署尖锐自我保护机制——刺——的基因区域，相关研究成果发表于《G3：基因、基因组、遗传学》杂志，为植物育种者加速无刺品种开发铺平道路。

阿肯色农业实验站水果育种和遗传学副教授玛格丽特·沃辛顿负责指导该项目。该站是阿肯色大学系统农业部的研究机构，也是阿肯色大学戴尔邦珀斯农业、食品和生命科学学院的一部分。沃辛顿表示，此前黑莓培育者缺乏必要遗传信息，无法确定部分植物为何缺乏“刺”(通常称荆棘)。所有新鲜市场上的黑莓品种为四倍体，染色体拷贝数多，基因分析困难，此前无人知晓多刺性状基因位点，此研究“显然是一个值得研究的目标”，沃辛顿自2016年便开始此项研究。

该研究结果揭示了“黑莓中开发和发布的任何性状的第一个诊断标记”。研究共同作者、Hortifrut Genetics全球悬钩子属植物育种与开发总监艾伦·汤普森强调，这是世界上首批为鲜食市场和加工黑莓开发的公开标记，标记可节省时间金钱，助育种者在幼苗种植前更快决策。尽管Hortifrut Genetics黑莓育种计划已实现100%无刺，也是众多公司目标，但使用标记高通量筛选幼苗，能整合多刺种质多样和质朴性状，更快研究分离率，早期识别理想无刺表型。沃辛顿希望未来研究能准确找出导致多刺特征的基因本身。

在确定基因组成方面，研究团队利用全基因组关联研究确定造成无刺性状的基因位点。基因组指黑莓植物完整遗传信息，研究人员收集374个黑莓品种DNA(部分有刺，部分无刺)，通过基因分型分析，扫描识别影响多刺性状的遗传密码变异(单核苷酸多态性，SNP)，若SNP与性状显著相关，则该区域基因可能影响性状，这些SNP(标记)指向相关区域。沃辛顿称，黑莓和覆盆子基因标记技术发展晚于水稻、大豆等行栽作物，遗传标记在行栽作物中广泛应用于选择抗病性、扦插或开花日期等性状。

研究还有另一重要发现，Ra04染色体周围缺乏遗传变异，形成“连锁不平衡区”，此区域基因块中的无刺基因常与高酸度、缺乏耐寒性、藤条无支撑无法直立生长等不良特性一起遗传。沃辛顿解释，专门选择无刺植物时带来这些负面特性，基因座周围变异消失，与带刺植物杂交或有助于恢复变异。

该研究主要作者卡门·A·约翰斯是沃辛顿的助理水果育种家，此为其硕士论文项目。沃辛顿指出，“基因组辅助多倍体育种工具：社区资源开发”特色作物研究计划项目合作者开发了使该项目成为可能的生物信息学和遗传分析工具，合著者亚历山大·席尔瓦和托马斯·奇兹克参与生物信息学工作。研究员哈德森·阿什拉菲表示，该研究发现的基因位点使育种者能避免“等待数年确定成熟藤条表型”，缩短育种周期，提高无刺黑莓选择效率，表型分析过程包括测量植物可观察性状，选择具有所需性状生物体用于未来育种 。

更多信息： Carmen A Johns 等人，四倍体黑莓刺的遗传控制，G3：基因、基因组、遗传学(2025)。