历时20余年！西南大学李加纳教授团队在Nature Commun上发表研究成果，通过多组学分析揭示甘蓝型油菜黄籽性状遗传基础

近日，西南大学李加纳教授/曲存民教授在Nature Communications杂志上发表题为“Comparative genomic analyses reveal the genetic basis of the yellow-seed trait in Brassica napus”的研究成果。

该研究通过二代和三代基因组测序，结合Hi-C技术辅助组装，获得甘蓝型油菜黄籽GH06和黑籽ZY821高质量基因组图谱，组装的基因组大小分别为846.29 Mbp和863.16 Mbp，contig N50分别为3.65 Mb和3.64 Mbp，约有94.04%和93.34%的基因组序列被挂载在19条染色体上，将GH06基因组和中油821基因组比对分析，共检测到了18,505个结构变异，包括10,208个插入和8,297个缺失，其中A亚基因组比C亚基因组表现出更多的变异，这表明A亚基因组在油菜进化过程中经历了更多的基因重组事件。在对粒色性状传统QTL定位基础上，结合QTL-seq、基因组、转录组等多组学分析，发现编码R2R3-MYB型转录因子的BnA09MYB47a是控制黄籽性状的主要候选基因（图1）。

  图1 GH06和ZY821基因组的特征、两个亲本品系和两个极端群体的表型以及重组自交系的QTL-seq结果。

通过对过表达/沉默BnA09MYB47a转基因油菜研究，发现该基因与种皮色泽呈现正相关，还影响了芸薹属作物种皮色泽性状的重要组成成分表儿茶素、山奈酚、异鼠李素和花青素苷及其衍生物等类黄酮代谢产物的合成。此外，序列变异是黄籽和黑籽油菜BnA09MYB47a功能差异的基础，双荧光素酶试验、EMSA和ChIP-qPCR等体内外实验证明黑籽等位基因BnA09MYB47aZY821通过直接激活BnTT18的表达来促进黄酮类化合物的生物合成，而黄籽等位基因BnA09MYB47aGH06无显著调控作用。综上所述，该研究丰富了甘蓝型油菜参考基因组数目，特别是继唯一已公布的No2127黄籽参考基因组之后补充了新的黄籽基因组，为黄黑籽油菜基因组深入研究、优异基因资源的挖掘利用，培育高商业价值的油菜，促进芸苔属作物中黄酮类化合物合成代谢调控的分子机制研究提供理论依据和资源。

西南大学曲存民教授、朱美晨硕士（现就读于云南大学）、胡冉博士、香港中文大学牛永超博士、陈思博士和赵会彦博士为该论文共同第一作者，西南大学李加纳教授和卢坤教授、加拿大农业部萨斯卡通研究中心付福友博士为该论文的共同通讯作者。

来源：西南大学

转自：“植物研究进展”微信公众号

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