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  • 张启翔教授团队揭示调控梅花垂枝性状的一新等位基因
    来源:        作者:19880805       浏览次数:   发表时间(2021-03-22)

      梅花位居中国十大名花之首,有“花魁”之美誉,是我国著名的早春木本观赏植物。垂枝梅因其枝条自然下垂、树姿隽秀、花开如瀑,深受人们喜爱。然而,垂枝梅花品种资源稀缺,垂枝性状遗传机理仍不清晰,极大地限制了垂枝梅花新品种选育进程以及在园林景观中的广泛应用,垂枝性状分子标记辅助选择育种和遗传机制的解析迫在眉睫。

      2021年3月,中国工程院主办的英文期刊Frontiers of Agricultural Science and Engineering(《农业科学与工程前沿》)在线发表了张启翔教授团队题为Bulked segregant RNA sequencing (BSR-seq) identifies a novel allele associated with weeping traits in Prunus mume的研究论文。该研究以直枝品种‘六瓣’和垂枝品种‘粉台垂枝’F1群体为材料,通过枝条分枝角度和下垂角度的精准测量,筛选了20株极端垂枝和20株极端直枝的子代为研究材料。通过动态影像观察,确定了垂枝性状发生于枝条发育的早期和枝条顶端幼嫩部位。依据表型数据,在群体中使用BSR-seq消除了遗传背景和个体差异的干扰作用,整合QTL、WGCNA以及重测序品种的核酸多样性分析,筛选出一个糖基转移酶基因(PmUGT72B3)与垂枝性状紧密相关。基因结构与变异分析显示,该基因CDS第66位置出现T (upright) > C(weeping)同义突变且该突变位点是miRNA838的靶位点,同时发现该基因在垂枝梅启动子区域存在470 bp的插入片段,该片段存在多个转录因子结合位点。进一步基因功能注释表明,该基因参与木质素合成,且基因共表达网络显示PmUGT72B3与激素、木质素合成基因关联。该研究为利用分子辅助选择和基因编辑技术培育色、香、型等性状优良的垂枝梅花新品种提供了候选基因与理论基础。

      北京林业大学国家花卉工程技术研究中心主任张启翔教授为该论文通讯作者,卓孝康博士、青年教师郑唐春副教授为共同第一作者。张智勇博士、李素珍硕士等参与了本研究。本研究在国家重点研发计划、北京市科技计划和北京市共建专项等项目的资助下完成。

      图1 梅花垂枝性状表型的观察与评价

      图2 梅花垂枝候选基因PmUGT72B3及启动子序列缺失鉴定

      论文链接:https://journal.hep.com.cn/fase/EN/10.15302/J-FASE-2020379