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9月3日，记者从西南大学获悉，该校油菜分子生物学研究团队李加纳教授、曲存民教授，通过对甘蓝型油菜黄籽GH06和黑籽ZY821高质量基因组的组装，成功克隆了一个控制油菜种皮色泽的重要基因，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。相关研究成果发表于国际期刊《自然·通讯》。
油菜是我国重要的油料作物，也是食用植物油和饲用蛋白的重要来源。然而，油菜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，直接影响种皮发育中色泽的变化，还严重影响了菜籽油品质和饼粕饲用价值。相关研究表明，黄籽甘蓝型油菜具有种皮薄、含油量高、榨取的油质清澈、原油中色素含量少等一系列优点。因此，黄籽性状是油菜品质改良的重要目标之一。
然而，自然界中不存在天然的黄籽种质，黄籽品系主要通过芸薹属作物种间杂交获得，易受环境因素影响。前期实验室研究证明，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。
此次研究人员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。在对粒色性状传统QTL定位基础上，结合基因组、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。
研究人员发现该候选基因与油菜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。
该研究丰富了甘蓝型油菜的参考基因组数目，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。这为黄籽和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了理论依据和资源。
发布时间：2023-09-05 09:01
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