【科技前沿】甘藍型油菜黃籽性狀遺傳基礎被揭示

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光明日報重慶8月28日電記者黃漢鑫、張國圣日前從西南大學油菜分子生物學研究團隊獲悉，該團隊通過甘藍型油菜黃籽GH06和黑籽中油821高質(zhì)量基因組的組裝，圍繞控制種皮色澤主效QTL區(qū)間，成功克隆了一個控制油菜種皮色澤重要基因，并解析了其參與調(diào)控種皮色澤形成和類黃酮代謝的分子機制，為油菜品質(zhì)性狀改良提供了新的分子策略。

油菜是我國重要的油料作物，其種子中富含的色素與多酚物質(zhì)不僅參與非營養(yǎng)物質(zhì)的積累，更直接影響種皮發(fā)育中色澤的變化。目前，黃籽性狀是油菜品質(zhì)改良的重要目標之一，但自然界中不存在天然的黃籽種質(zhì)，主要通過蕓薹屬作物種間雜交獲得，且易受環(huán)境因素影響。前期研究證明，影響粒色變化的色素差異物質(zhì)及其衍生物可通過類黃酮途徑的多個分支形成，涉及多個基因參與調(diào)控，但具體的調(diào)控機制不清楚，因此培育穩(wěn)定遺傳的黃籽優(yōu)異品系較為困難。

據(jù)研究團隊李加納教授介紹，團隊通過二代（Illumina）和三代（PacBio）基因組測序，結(jié)合Hi-C技術(shù)輔助組裝，獲得甘藍型油菜黃籽GH06和黑籽中油821高質(zhì)量基因組圖譜，進而在對粒色性狀傳統(tǒng)QTL定位基礎上，結(jié)合多組學分析，發(fā)現(xiàn)編碼R2R3-MYB型轉(zhuǎn)錄因子的BnA09MYB47a是控制黃籽性狀的主要候選基因。

通過對過表達/沉默BnA09MYB47a轉(zhuǎn)基因油菜研究，發(fā)現(xiàn)該基因與種皮色澤呈現(xiàn)正相關，還影響了蕓薹屬作物種皮色澤性狀的重要組成成分表兒茶素、山奈酚、異鼠李素和花青素苷及其衍生物等類黃酮代謝產(chǎn)物的合成。

這一研究豐富了甘藍型油菜參考基因組數(shù)目，特別是繼唯一已公布的No2127黃籽參考基因組之后補充了新的黃籽基因組，為黃黑籽油菜基因組深入研究、優(yōu)異基因資源的挖掘利用，培育高商業(yè)價值的油菜，促進蕓薹屬作物中黃酮類化合物合成代謝調(diào)控的分子機制研究提供理論依據(jù)和資源。

《光明日報》（2023年08月29日 08版）

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