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黄瓜卷须发育的身份基因被发现

黄瓜卷须发育的身份基因被发现

  据中国农科院最新消息,该院蔬菜花卉所功能基因组学创新团队通过基因组学、变异组学和转录组学的综合分析,并应用稀有遗传变异的分析策略,发现了控制黄瓜卷须发育的身份基因TEN,揭示了黄瓜卷须的同源器官是侧枝——这一曾经困扰达尔文的植物发育学谜团。相关研究成果在幸运飞艇线发表于最新一期国际知名学术刊物《分子植物》杂志。

  论文第一作者、该院研究生院博士生王深浩介绍,卷须是黄瓜的攀援器官,但其“身份”即同源器官是什么并不清楚。在温室中栽培的黄瓜并不需要卷须来攀援,为了减少生物量的浪费,农民需要人工摘除卷须幸运飞艇。培育完全没有卷须的省力品种,是黄瓜育种的重要方向之一。而在农业育种史上,稀有变异的利用具有重要意义,如水稻的不脱粒性和小麦矮秆等的稀有突变性状等,被人类驯化和选择成重要的农艺性状。

  该团队在世界范围内的3000多份黄瓜种质里发现了唯一的一幸运飞艇份无卷须的稀有黄瓜种质,其卷须被侧枝所替代,失去攀援能力;表型观察和遗传分析表明,黄瓜的卷须和侧枝是一对同源器官;经进一步通过基因组学、转录组学和稀有变异的综合分析,在全基因组360多万个变异中,发现了对应无卷须种质的一个稀有SNP。研究进一步发现该稀有变异显著降低了TEN基因的转录激活功能,影响了一系列下游基因的表达,从而调控了卷须身份的转换和卷须的运动。

  本研究为在植物基因组中研究功能性稀有变异提供了一个范例,并揭示了黄瓜卷须同源器官为侧枝这一历史谜团,同时也为黄瓜无卷须株型育种提供了理论支撑。