我所在节瓜全雌性状遗传方面取得新进展
近日,我所瓜类研究团队在国际学术期刊Frontiers in Plant Science(中科院二区,IF = 6.627)发表题目为“Fine mapping and candidate gene analysis of gynoecy trait in chieh-qua (Benincasa hispida Cogn. var. chieh-qua How)”的研究论文。我所王敏博士和杨松光副研究员为共同第一作者,江彪和彭庆务研究员为通讯作者。
节瓜是华南特色蔬菜作物,在我国已有300多年种植历史。节瓜是雌雄异花植物,雌花出现早、节位低、数量多、分布均,是其早熟、高产、稳产的基础。利用全雌系作母本可以省去持续人工去雄的程序,大幅度提高制种效率,也可以有效地改善杂交种产量和早熟性。因此,开展全雌遗传研究有助于节瓜雌性系的选育,对于提高节产量和制种效率至关重要。
本研究通过遗传分析发现节瓜全雌性是由单隐性基因控制,利用图位克隆方法将其精细定位在8号染色体530 kb范围内,包括8个候选基因;通过对8个基因DNA和启动子进行扩增和测序,发现只有编码NET4的Bhi08M000345在外显子区的第548位碱基由“G”变成了“A”,导致氨基酸由甲硫氨酸(M)变为异亮氨酸(I)。CqNET4在不同组织中均有表达,但在雌花中的表达量最高,蛋白定位在细胞核中。此外,结合同源克隆、序列分析和表达模式分析发现,CqNET4与甜瓜、黄瓜和西瓜的全雌调控基因不同,推测该基因为调控葫芦科全雌性状的新基因。本研究为阐明节瓜全雌性的遗传调控机制奠定基础,对于补充和推动葫芦科性别决定理论研究具有重要意义。
本研究得到国家自然科学基金(32002038),广州市基础与应用基础项目(202102020750),院农业优势产业学科团队建设项目(202103TD,202114TD),院科技创新战略专项资金(R2021PY-QF008)项目的资助。
原文链接:https://doi.org/10.3389/fpls.2023.1158735
图1 不同的节瓜种质资源
图2 节瓜全雌系A36和普通自交系SX