北京市农林科学院蔬菜研究所在茄子植株刺性状的遗传和QTL定位方面研究取得新进展

　　近日，蔬菜研究所在国际植物学期刊Frontiers in Plant Science（IF=5.75）上发表了题为“Identification of Quantitative Trait Loci Controlling the Development of Prickles in Eggplant forbid Genome Re-sequencing Analysis”的研究论文。该研究对茄子主茎、叶片、叶柄和萼片上的刺进行了QTL定位，对培育植株无刺的茄子品种提供了理论基础。

 

　　茄子（Solanum melongena L.）是我国重要的茄果类蔬菜作物，近年来种植面积不断扩大，截止到2019年茄子在国内的播种面积达1,170万亩（FAO）。茄子植株茎、叶、萼片等部位均可能着生大量的刺，但刺性状不利于整枝、采收等农业操作，对于茄子农业生产属于不利性状，因此，开展茄子植株刺性状相关的研究，对于培育无刺的茄子品种具有重要的意义。

 

　　本研究利用了多刺的野生资源和少刺的栽培自交系为双亲构建了一个F2茄子遗传群体，对茄子主茎、叶片、叶柄和萼片刺进行了研究。利用构建的6世代遗传群体对这4个数量性状的遗传进行了分析。结果表明茄子主茎、叶片、叶柄和萼片刺的最佳遗传模型分别符合2 对主基因加性显性上位性模型，1 对负向完全显性主基因[[+]]加性显性多基因模型，加性显性上位性多基因模型和2 对主基因加性显性上位性模型。

　　本研究对双亲和100个F2子代进行了重测序，分别在双亲中获得了2,989,312和1,369,910个高质量SNP标记。利用这些SNP标记在茄子的12个染色体中构建了含有278,891个Bin标记的高密度遗传图谱。利用这个遗传图谱研究者对茄子茎、叶片、叶柄和萼片刺进行了QTL定位，其中茎刺在第3、4、5、6和8染色体上定位到5个相关QTLs，叶片、叶柄和萼片刺分别在第9、1和12染色体上各定位到了1个QTL。

 

 

　　基于QLT的定位区间，研究者找到了两个WUSCHEL（WUS）相关基因SEML_012g394430和SEML_012g394440做为控制茄子萼片刺发育的候选基因。研究者比较了这两个候选基因在双亲中的差异，发现SEML_012g394440基因在萼片无刺的亲本中有一段22bp的缺失，此缺失区域位于内含子（18bp）和外显子（4bp）之间，以上缺失可能导致不同的拼接模式进而导致萼片刺表型的差异。进一步r-PCR结果显示在萼片有刺亲本和F2子代中SEML_012g394440基因的表达量显著高于萼片无刺亲本和F2子代。以上研究为茄子植株刺相关性状的遗传和育种提供了理论基础。

 

 

　　北京市农林科学院蔬菜所潜宗伟和张彬助理研究员为该论文共同第一作者，崔彦玲推广研究员和李大勇副研究员为共同通讯作者，该研究为北京市农林科学院院青年基金课题研究成果，同时还得到了国家重点研发计划、北京市农林科学院科技创新能力建设专项的资助。

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