培育無籽葡萄的候選基因VvINO在葡萄種子形成中的作用機制

（2021.2.18 園藝研究）

無籽葡萄的培育是鮮食葡萄育種的重要方向之一，但目前市場上的無籽葡萄品種并不常見。近日，Horticulture Research在線發(fā)表了由意大利巴里大學，維羅納大學及美國加利福尼亞大學的多個研究團隊合作的題為Functional conservation of the grapevine candidate gene INNER NO OUTER for ovule development and seed formation的研究論文。

作者首先對葡萄YABBF家族基因進行了系統(tǒng)進化分析，并依sNCGGa制定的葡萄基因命名系統(tǒng)對7個葡萄YABBF家族成員進行了命名。在進行基因家族分析時，發(fā)現(xiàn)VvINO與AtINO同源性很高，而已有的研究表明AtINO與胚珠發(fā)育相關，由此推測VvINO可能也參與了胚珠發(fā)育及種子形成。

繼而在物種水平上對INO進行了系統(tǒng)進化分析，結果表明它在物種水平上的系統(tǒng)進化關系與珠被數(shù)目沒有相關性。于是作者從‘意大利葡萄的花中克隆了VvINO基因，但克隆到了兩個VvINO基因：VvINO.1和VvINO.2，通過與參考基因組比對分析發(fā)現(xiàn)，VvINO.1和VvINO.2是由同一個基因轉錄產(chǎn)生，但不同的剪接方式導致了兩個不同轉錄本的形成。

接著作者比較了VvINO.1和VvINO.2在無籽和有籽葡萄品種花及其它組織器官中的表達量，結果表明這兩個基因在有籽品種的花中的表達量高于無籽品種及其它組織器官，此結果進一步表明VvINO可能與種子發(fā)育及形成相關。

最后作者在ino-1擬南芥中過表達VvINO.1和VvINO.2，結果發(fā)現(xiàn)它們都能回補ino-1胚珠發(fā)育缺陷的表型，在ino-1中VvINO.2能被剪接成VvINO.1的形式，這可能是生物體內一種“存諸備用mRNA”的機制。而且在有的回補株系中還表現(xiàn)出超野生型表型的現(xiàn)象。

已有研究表明，無籽葡萄是由于VvAGL11的非同義突變產(chǎn)生的，但也有研究者對葡萄種子的鮮種進行了遺傳定位分析，他們報道的位點就包括VvINO基因，VvINO基因是一個非常重要的培育無籽葡萄的候選基因。

該研究驗證了VvINO在葡萄種子形成中的作用機制，研究結果表明VvINO是重要的培育無籽葡萄的候選基因，為培育無籽葡萄提供了理論基礎。