我所在節瓜全雌性狀遺傳方麵取得新進展
近日,我所瓜類研究團隊在國際學術期刊Frontiers in Plant Science(中科院二區,IF = 6.627)發表題目為“Fine mapping and candidate gene analysis of gynoecy trait in chieh-qua (Benincasa hispidaCogn. var. chieh-qua How)”的研究論文。我所王敏博士和楊鬆光副研究員為共同第一作者,江彪和彭慶務研究員為通訊作者。
節瓜是華南特色蔬菜作物,在我國已有300多年種植曆史。節瓜是雌雄異花植物,雌花出現早、節位低、數量多、分布均,是其早熟、高產、穩產的基礎。利用全雌係作母本可以省去持續人工去雄的程序,大幅度提高製種效率,也可以有效地改善雜交種產量和早熟性。因此,開展全雌遺傳研究有助於節瓜雌性係的選育,對於提高節產量和製種效率至關重要。
本研究通過遺傳分析發現節瓜全雌性是由單隱性基因控製,利用圖位克隆方法將其精細定位在8號染色體530 kb範圍內,包括8個候選基因;通過對8個基因DNA和啟動子進行擴增和測序,發現隻有編碼NET4的Bhi08M000345在外顯子區的第548位堿基由“G”變成了“A”,導致氨基酸由甲硫氨酸(M)變為異亮氨酸(I)。CqNET4在不同組織中均有表達,但在雌花中的表達量最高,蛋白定位在細胞核中。此外,結合同源克隆、序列分析和表達模式分析發現,CqNET4與甜瓜、黃瓜和西瓜的全雌調控基因不同,推測該基因為調控葫蘆科全雌性狀的新基因。本研究為闡明節瓜全雌性的遺傳調控機製奠定基礎,對於補充和推動葫蘆科性別決定理論研究具有重要意義。
本研究得到國家自然科學基金(32002038),廣州市基礎與應用基礎項目(202102020750),院農業優勢產業學科團隊建設項目(202103TD,202114TD),院科技創新戰略專項資金(R2021PY-QF008)項目的資助。
原文鏈接:https://doi.org/10.3389/fpls.2023.1158735
圖1 不同的節瓜種質資源
圖2 節瓜全雌係A36和普通自交係SX