山東省農(nóng)業(yè)科學院蔬菜研究所分子育種創(chuàng)新團隊發(fā)表關于大白菜葉片毛刺遺傳和分子機制方面的研究文章

　　近日，山東省農(nóng)業(yè)科學院蔬菜研究所分子育種創(chuàng)新團隊在International Journal of Molecular Sciences（IF=6.208；JCR1區(qū)，中科院2區(qū)）發(fā)表了題為“Genetic and Transcriptome Analysis of Leaf Trichome Development in Chinese Cabbage （Brassica rapa L. subsp. pekinensis） and Molecular Marker Development”的研究論文。

 

　　葉片毛刺是由植物表皮細胞發(fā)育形成的一種特化結(jié)構(gòu)，廣泛存在于各種植物中。作為植物與其外部環(huán)境之間的天然物理屏障，葉片毛刺在植物應對生物（昆蟲和食草動物啃食、病原菌侵害等）和非生物（溫度、干旱、紫外線、重金屬等）脅迫中起著重要的保護作用。雖然葉片毛刺對于植物有很重要的保護作用，但是在葉菜類蔬菜育種中，鑒于消費者的喜好和食用的方便，反而更傾向于選擇沒有葉片毛刺的品種。因此，葉片毛刺性狀也是大白菜育種中比較關注的性狀之一。但到目前為止，關于大白菜葉片毛刺的遺傳和分子機制仍知之甚少。

 

　　本研究利用兩個大白菜自交系G291（有毛刺）和ZHB（無毛刺）為親本配制的F2分離群體為研究材料，對大白菜葉片毛刺的遺傳規(guī)律進行了分析，發(fā)現(xiàn)該性狀是受單基因控制的質(zhì)量性狀，在A06染色體上15Kb的區(qū)間內(nèi)定位到一個主效QTL（命名為Bra06H，可解釋表型變異的47%），并發(fā)現(xiàn)了一個共分離的分子標記（已獲授權(quán)國家發(fā)明專利，專利號：CN108545775B），該標記位于BrGL1基因的5'-UTR區(qū)。通過進一步遺傳連鎖分析和序列分析，推測BrGL1為本研究中調(diào)控大白菜葉片毛刺性狀的候選基因。G291和ZHB葉片毛刺的差異主要體現(xiàn)在真葉上，子葉和莖生葉二者均無毛刺。進一步以“G291 × ZHB”F2分離群體中20個有毛刺單株和20個無毛刺單株為研究材料，取子葉、第一片真葉和離花序最近的莖生葉（均無毛）提取RNA，分葉位分別混池，進行了轉(zhuǎn)錄組分析，共鑒定出189個差異表達基因，涉及10條KEGG pathway，主要包括次生代謝物生物合成途徑、植物-病原菌互作途徑、MAPK 信號轉(zhuǎn)導途徑等。該研究為解析大白菜葉片毛刺發(fā)生的分子機制奠定了基礎，并為大白菜分子設計育種提供了有效的分子標記。

 

　　蔬菜研究所副研究員李景娟和碩士研究生王紅霞為該論文共同第一作者，高建偉研究員和鄭晗博士為該論文的共同通訊作者。該研究得到了山東省蔬菜產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系、山東省博士后基金、國家大宗蔬菜產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系和院創(chuàng)新工程等項目的資助。