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蔬菜所成功定位并克隆冬瓜籽型基因
近日，蔬菜所冬瓜研究團隊在國際知名期刊Frontiers in Plant Science（中科院二區(qū)，IF=6.627）發(fā)表題為“Genetic mapping and genome-wide association study identify BhYAB4 as the candidate gene regulating seed shape in wax gourd (Benincasa hispida)”的研究論文。蔬菜所博士后羅陳和閆晉強副研究員為論文的共同第一作者，江彪研究員為通訊作者。
冬瓜是華南地區(qū)特色、優(yōu)勢蔬菜作物，全國種植面積約500萬畝，在瓜類蔬菜中僅次于黃瓜。根據(jù)種皮形狀和結構差異，可將冬瓜種子分為單邊和雙邊兩種類型。單邊籽種子通常具有不同程度的休眠，發(fā)芽率一般在60%以下，發(fā)芽慢且不整齊；雙邊籽種子發(fā)芽速度快、整齊，發(fā)芽率超過90%。籽型是冬瓜重要的農(nóng)藝性狀，然而尚未有控制籽型形成的基因報道。
研究團隊利用單邊籽自交系‘B227’和雙邊籽自交系‘B214’為親本構建六世代遺傳群體進行遺傳規(guī)律解析，發(fā)現(xiàn)冬瓜籽型為單基因控制的質(zhì)量性狀，雙邊對單邊為顯性。通過全基因組關聯(lián)分析（GWAS）和精細定位，將該基因定位在冬瓜4號連鎖群0.83 Mb物理區(qū)間范圍。結合區(qū)間內(nèi)所包含基因的基因表達模式和雙親本間的序列差異，推斷一個控制極性發(fā)育的YABBY轉錄因子為候選基因。該基因第4個內(nèi)含子的一個G-A堿基變異導致單邊籽材料轉錄過程中內(nèi)含子被保留，造成翻譯的提前終止，形成截短型蛋白。研究基于此SNP變異位點，進一步開發(fā)了一個與冬瓜籽型性狀共分離的dCAPS分子標記。相關基因的克隆和分子標記的開發(fā)為冬瓜不同籽型形成的分子機理研究及籽型改良奠定了重要的理論基礎。
本研究得到國家自然科學基金，廣東省自然科學基金，廣東省農(nóng)業(yè)科學院學科團隊建設項目等項目資助（原文鏈接：https://doi.org/10.3389/fpls.2022.961864）。
單邊籽（B227）和雙邊籽（B214）差異
