【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高質量基因組的組裝，圍繞控制種皮色澤主效QTL區間，成功克隆了一個控制油菜種皮色澤重要基因，并解析了其參與調控種皮色澤形成和類黃酮代謝的分子機制，為油菜品質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不僅參與非營養物質的積累，更直接影響種皮發育中色澤的變化。目前，黃籽性狀是油菜品質改良的重要目標之一，但自然界中不存在天然的黃籽種質，主要通過蕓薹屬作物種間雜交獲得，且易受環境因素影響。前期研究證明，影響粒色變化的色素差異物質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控，但具體的調控機制不清楚，因此培育穩定遺傳的黃籽優異品系較為困難。

據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，結合Hi-C技術輔助組裝，獲得甘藍型油菜黃籽GH06和黑籽中油821高質量基因組圖譜，進而在對粒色性狀傳統QTL定位基礎上，結合多組學分析，發現編碼R2R3-MYB型轉錄因子的BnA09MYB47a是控制黃籽性狀的主要候選基因。

通過對過表達/沉默BnA09MYB47a轉基因油菜研究，發現該基因與種皮色澤呈現正相關，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物的合成。

這一研究豐富了甘藍型油菜參考基因組數目，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、優異基因資源的挖掘利用，培育高商業價值的油菜，促進蕓薹屬作物中黃酮類化合物合成代謝調控的分子機制研究提供理論依據和資源。

《光明日報》（2023年08月29日 08版）

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