番茄莖稈變粗的關(guān)鍵基因被發(fā)現(xiàn)

近日，《實驗植物學(xué)雜志》（Journal of Experimental Botany）在線發(fā)表了華中農(nóng)業(yè)大學(xué)教授葉志彪團隊的最新研究成果。該研究鑒定了調(diào)控番茄莖稈發(fā)育的關(guān)鍵基因SD1，并從遺傳和進化角度解析了番茄莖稈發(fā)育的遺傳基礎(chǔ)及調(diào)控機制。

論文通訊作者葉志彪介紹，番茄莖稈的加粗不僅有利于增產(chǎn)，還能提高番茄的機械抗性，使其適應(yīng)免搭架的輕簡栽培。而目前對番茄等重要園藝作物莖稈發(fā)育調(diào)控的研究十分有限。

該團隊發(fā)現(xiàn)，番茄莖粗與果實大小這一關(guān)鍵產(chǎn)量性狀存在顯著相關(guān)性。研究團隊運用全基因組關(guān)聯(lián)分析（GWAS）和基因功能分析等手段，定位到調(diào)控莖粗的主效位點SDR9。該位點編碼了一個激酶互作蛋白SD1。SD1 主要在番茄莖稈的形成層部位表達(dá)，它通過調(diào)控次生韌皮部細(xì)胞的大小和數(shù)量來正向調(diào)控番茄莖稈發(fā)育。

SD1 啟動子中一個11-bp 插入缺失（indel_11）與番茄莖粗完全連鎖，該位點的突變影響了該基因的表達(dá)，進而調(diào)控番茄莖稈發(fā)育。進化分析顯示，SD1 indel_11 在番茄由櫻桃番茄（CER）到現(xiàn)代大果番茄（BIG）的改良過程中受到人工選擇。這證明該基因是導(dǎo)致番茄在遺傳改良過程中莖稈變粗的遺傳基礎(chǔ)。

研究團隊依據(jù)SD1 InDel_11 多態(tài)性開發(fā)了共顯性分子標(biāo)記，用于生產(chǎn)中快速鑒定番茄莖粗性狀。SD1 基因鑒定及標(biāo)記開發(fā)可用于高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)番茄的分子育種，同時為培育適宜輕簡化栽培新品種提供基因資源。