1. 枇杷不同倍性种质资源创制与评价
同源多倍体有多个等位基因，等位基因间的比例会影响杂交、自交后代中特定基因型产生的频率。团队以枇杷果肉颜色关键基因EjPSY2A及其等位基因EjPSY2Ad为例，设计特异引物，对四倍体红肉杂合基因型枇杷株系的果肉颜色等位基因进行了分型，并明确红肉基因及其等位基因的比例。筛选获得了较高频率产生白肉三倍体枇杷的四倍体红肉杂合基因型枇杷株系B431和B432，为利用四倍体红肉杂合基因型枇杷株系定向培育白肉三倍体枇杷奠定了基础，也为其他多倍体作物特定基因型材料的培育提供参考。该方法本年度获得了专利授权（ZL 2021 1 0367154.4）。本年度，枇杷团队报道了高效产生非整倍体的枇杷三倍体材料Q24，该材料开放授粉和人工授粉条件下的坐果率与二倍体相近，果实大多为单核果实，后代中92.52%为非整倍体（图1）。该材料的发现为枇杷染色体操作创制新材料奠定了良好的基础，为枇杷变异育种新方法的建立提供了有利条件，拓宽了枇杷种质资源的变异范围。相关研究结果发表在《Scientia Horticulturae》期刊。
图1 三倍体枇杷Q24。A，果实成熟期母树及果穗；B、果实横截面；C、染色体；D、流式鉴定；E、坐果率（开放授粉）；F、果实中的种子数；G、单果重；H、成熟果实的可溶性固形物含量。
同时，枇杷团队围绕种质资源评价，研究了枇杷与大花枇杷杂交产生的种间杂种，尤其获得了异源三倍体，为枇杷春季开花、抗溃疡病等性状改良提供了重要材料。此外，针对非整倍体核型鉴定较难的问题，团队利用简化基因组重测序，实现了枇杷非整倍体分子核型的鉴定，为后续枇杷非整倍体种质资源相关研究奠定了基础。相关研究结果发表在《Scientia Horticulturae》期刊上。
2. 三倍体无核枇杷的果实熟期和差异代谢物质解析
目前，二倍体枇杷果实的代谢组分析，以及栽培与野生枇杷果实的转录组和代谢组研究已有报道。但是，缺乏三倍体无核枇杷的果实熟期和差异代谢物方面的研究。因此，枇杷团队利用二、三倍体白肉枇杷对比分析，开展了早熟三倍体无核枇杷的果实熟期和代谢物的研究（图2）。通过差异代谢物分析发现，‘无核早玉’的成熟果实中的差异代谢物主要涉及酚酸、类黄酮、氨基酸及其衍生物和有机酸。同时，在三倍体无核早熟枇杷‘无核早玉’中共鉴定出显著差异积累的11种糖和28种有机酸，表明这些代谢物在无核枇杷口感中起关键作用。此外，异丁酸乙酯（有机酸）在两个三倍体枇杷果实中特异性存在，是三倍体枇杷具有优良风味的关键物质。通过分析关键差异代谢物与差异基因之间的相关性，共鉴定出34个调控无核枇杷果实熟期和差异代谢物合成的候选基因，分别是：20个糖度相关的候选基因，8个抗坏血酸相关的候选基因，4个果实成熟软化(果胶)相关的候选基因，1个脂肪酸生物合成途径的酶编码基因，以及1个转录因子（ICE1）。
图2 三倍体无核枇杷‘华玉无核1号’（HYWH）、‘无核早玉’（WHZY）和‘常白1号’（CB_1）枇杷果实在不同发育时期的表型。
