甘蓝型油菜黄籽性状遗传基础被揭示

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本报重庆8月28日电 记者黄汉鑫、张国圣日前从西南大学油菜分子生物学研究团队获悉，该团队通过甘蓝型油菜黄籽GH06和黑籽中油821高质量基因组的组装，围绕控制种皮色泽主效QTL区间，成功克隆了一个控制油菜种皮色泽重要基因，并解析了其参与调控种皮色泽形成和类黄酮代谢的分子机制，为油菜品质性状改良提供了新的分子策略。

油菜是我国重要的油料作物，其种子中富含的色素与多酚物质不仅参与非营养物质的积累，更直接影响种皮发育中色泽的变化。目前，黄籽性状是油菜品质改良的重要目标之一，但自然界中不存在天然的黄籽种质，主要通过芸薹属作物种间杂交获得，且易受环境因素影响。前期研究证明，影响粒色变化的色素差异物质及其衍生物可通过类黄酮途径的多个分支形成，涉及多个基因参与调控，但具体的调控机制不清楚，因此培育稳定遗传的黄籽优异品系较为困难。

据研究团队李加纳教授介绍，团队通过二代（Illumina）和三代（PacBio）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和黑籽中油821高质量基因组图谱，进而在对粒色性状传统QTL定位基础上，结合多组学分析，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。

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。

这一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，促进芸薹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。