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                    Plant Cell | 園藝學院張小蘭課題組揭示黃瓜果實長度調控新機制

                    發布日期:2022-11-26 字體:[ ] 瀏覽次數:

                    近日,中國農業大學園藝學院張小蘭課題組與美國威斯康辛大學麥迪遜分校翁益群課題組在The Plant Cell雜志在線發表題為“Natural variation in CRABS CLAW contributes to fruit length divergence in cucumber”的研究論文。該研究通過圖位克隆和功能研究解析了黃瓜YABBY家族轉錄因子CRABS CLAW (CsCRC)調控黃瓜果長變異的分子機制。


                    果長是影響黃瓜產量和外觀品質的重要農藝性狀,也是區分不同市場類型黃瓜的重要指標。不同黃瓜種質間果實長度差異巨大(5~60 cm),遺傳變異顯著。盡管已有一些調控基因和影響黃瓜果實長度的QTLs被發現,但對黃瓜果實長度自然變異及其分子調控機制仍知之甚少。

                    課題組前期研究發現,FS5.2是影響黃瓜果長性狀的主效QTL。本研究利用由近等基因系(NIL)構建的分離群體進行圖位克隆,鑒定其候選基因為CRABS CLAW (CsCRC)。CsCRC基因序列上的非同義SNP (G/A) 突變導致了FS5.2位點變異。在攜帶CsCRCA位點的短果型近等基因系fs5.2-NIL中,果實長度降低了34~39%。165份黃瓜種質中的位點多樣性分析發現CsCRCA位點只存在于7份短圓形西雙版納黃瓜中,而野生黃瓜和栽培黃瓜均為CsCRCG位點。并且,在黃瓜不同果實長度的自然群體中CsCRCG基因的表達模式與果長呈正相關性。利用遺傳轉化,在fs5.2-NIL中的CsCRCG過表達回補試驗與在栽培長果形材料中的CsCRCG-RNAi試驗,均證明CsCRCG通過影響果實細胞的大小進而正調控黃瓜果實長度。進一步通過蛋白-DNA互作試驗發現CsCRCG(而不是CsCRCA)可以直接結合并促進下游靶基因CsARP1 (Auxin response protein) 的表達,其敲除突變體Csarp1導致果實細胞變小,果實長度顯著變短。因此,本研究表明CsCRCG通過對其下游靶基因CsARP1基因的轉錄激活正向調節細胞增大和果實伸長,該研究結果為不同果長黃瓜新品種的培育提供了重要的理論和工作基礎。


                    中國農業大學已畢業博士硨根(現就職于內蒙古大學)、威斯康辛大學麥迪遜分校已出站博士后潘玉朋(現就職于西北農林科技大學)、中國農業大學已出站博士后劉小鳳(現就職于青島農業大學)及中國農業大學在讀博士生李敏為論文共同第一作者。中國農業大學張小蘭教授與美國威斯康辛大學麥迪遜分校翁益群教授為該論文的共同通訊作者。該工作得到了國家自然科學基金、湖湘高層次人才聚集工程創新人才項目以及111引智基地項目的資助。



                    信息來源:園藝學院
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