農(nóng)學(xué)院楊景華教授研究發(fā)現(xiàn)榨菜瘤狀莖形成基因
蔬菜作物營(yíng)養(yǎng)器官變異豐富，多樣化的營(yíng)養(yǎng)器官是其產(chǎn)量形成的主要構(gòu)成因素，如根/莖菜類(lèi)、葉球類(lèi)、鱗莖類(lèi)等。芥菜類(lèi)蔬菜具有豐富的遺傳多樣性，根據(jù)食用器官和形態(tài)學(xué)將其分為根、莖、葉、薹等16個(gè)變種，其中莖芥菜（榨菜）形成瘤狀莖，是其產(chǎn)量形成的決定因素。榨菜瘤狀莖形成對(duì)溫度和日照要求嚴(yán)格，15℃以下低溫是瘤狀莖形成的必要條件，長(zhǎng)日照促進(jìn)榨菜開(kāi)花抑制瘤狀莖形成。這些蔬菜產(chǎn)品器官形成與調(diào)控機(jī)制是園藝領(lǐng)域重要的科學(xué)問(wèn)題。
近日，國(guó)際知名雜志Plant Journal在線發(fā)表了浙江大學(xué)農(nóng)業(yè)與生物技術(shù)學(xué)院楊景華教授題為“The casein kinase 2 ? subunit CK2B1 is required for swollen stem formation via cell cycle control in vegetable Brassica juncea”研究論文。
該研究通過(guò)全基因組關(guān)聯(lián)分析（GWAS）定位到與榨菜瘤狀莖形成的候選基因，編碼酪蛋白激酶的Casein Kinase Ⅱ家族基因CK2B1，CK2B1啟動(dòng)子變異與低溫誘導(dǎo)的瘤狀莖形成關(guān)聯(lián)，通過(guò)沉默表達(dá)和回交群體基因型與表型關(guān)聯(lián)分析驗(yàn)證了CK2B1的功能。同時(shí)，發(fā)現(xiàn)髓部細(xì)胞數(shù)目增加是瘤狀莖形成的主要原因，CK2B1通過(guò)調(diào)控細(xì)胞數(shù)目來(lái)促進(jìn)瘤狀莖的形成。在此基礎(chǔ)上，鑒定到CK2B1通過(guò)與細(xì)胞周期蛋白E2Fa互作，影響CK2全酶對(duì)E2Fa周期蛋白Tyr54、Tyr464，Thr63，Ser431位點(diǎn)的磷酸化，從而調(diào)控瘤狀莖的形成。榨菜瘤狀莖形成的遺傳規(guī)律、功能基因定位以及分子調(diào)控機(jī)制的闡明，可為早熟、高產(chǎn)榨菜精準(zhǔn)育種提供基因資源，同時(shí)為蔬菜作物中以根/莖膨大等營(yíng)養(yǎng)器官為產(chǎn)品的形成機(jī)制解析提供借鑒。
博士生張莉莉?yàn)樵撜撐牡牡谝蛔髡撸瑮罹叭A教授為該論文通訊作者，團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人張明方教授指導(dǎo)了本研究。上述研究得到了浙江省自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目和國(guó)家自然科學(xué)基金的資助。
論文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/tpj.14958
（蔬菜研究所供稿）
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