研究中檢測(cè)SD的取材部位 華中農(nóng)大供圖
近日，《實(shí)驗(yàn)植物學(xué)雜志》（Journal of Experimental Botany）在線發(fā)表了華中農(nóng)業(yè)大學(xué)教授葉志彪團(tuán)隊(duì)的最新研究成果。該研究鑒定了調(diào)控番茄莖稈發(fā)育的關(guān)鍵基因SD1，并從遺傳和進(jìn)化角度解析了番茄莖稈發(fā)育的遺傳基礎(chǔ)及調(diào)控機(jī)制。
論文通訊作者葉志彪介紹，番茄莖稈的加粗不僅有利于增產(chǎn)，還能提高番茄的機(jī)械抗性，使其適應(yīng)免搭架的輕簡(jiǎn)栽培。而目前對(duì)番茄等重要園藝作物莖稈發(fā)育調(diào)控的研究十分有限。
該團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，番茄莖粗與果實(shí)大小這一關(guān)鍵產(chǎn)量性狀存在顯著相關(guān)性。研究團(tuán)隊(duì)運(yùn)用全基因組關(guān)聯(lián)分析（GWAS）和基因功能分析等手段，定位到調(diào)控莖粗的主效位點(diǎn)SDR9。該位點(diǎn)編碼了一個(gè)激酶互作蛋白SD1。SD1主要在番茄莖稈的形成層部位表達(dá)，它通過(guò)調(diào)控次生韌皮部細(xì)胞的大小和數(shù)量來(lái)正向調(diào)控番茄莖稈發(fā)育。
SD1啟動(dòng)子中一個(gè)11-bp 插入缺失（indel_11）與番茄莖粗完全連鎖，該位點(diǎn)的突變影響了該基因的表達(dá)，進(jìn)而調(diào)控番茄莖稈發(fā)育。進(jìn)化分析顯示，SD1 indel_11在番茄由櫻桃番茄（CER）到現(xiàn)代大果番茄（BIG）的改良過(guò)程中受到人工選擇。這證明該基因是導(dǎo)致番茄在遺傳改良過(guò)程中莖稈變粗的遺傳基礎(chǔ)。
研究團(tuán)隊(duì)依據(jù)SD1 InDel_11多態(tài)性開(kāi)發(fā)了共顯性分子標(biāo)記，用于生產(chǎn)中快速鑒定番茄莖粗性狀。SD1基因鑒定及標(biāo)記開(kāi)發(fā)可用于高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)番茄的分子育種，同時(shí)為培育適宜輕簡(jiǎn)化栽培新品種提供基因資源。
相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1093/jxb/eraa144
