近日,中國農業科學院鄭州果樹研究所劉文革團隊在西瓜重要農藝性狀的定位方面取得新進展,對西瓜果皮顏色、種皮顏色和節間長短3個性狀的重要功能基因進行了挖掘和功能分析,闡述了其遺傳和分子機理,并開發了分子標記。上述結果為西瓜分子育種提供了理論依據,可以加快我國西瓜的育種進程,對我國西瓜產業的發展和育種水平的提高具有重要的科學意義。相關研究成果在線發表在《理論與應用遺傳學(Theoretical and Applied Genetics)》《植物科學前沿(Frontiers in plant science)》和《國際分子科學雜志(International Journal of Molecular Sciences)》上。
中國是世界上西瓜栽培和生產第一大國,果皮顏色、種皮顏色、節間長短是西瓜育種中具有重要經濟價值的農藝性狀,對提高西瓜品質和產量、減少栽培管理成本具有積極作用。該團隊利用雜交分離群體成功定位到控制這3個性狀的基因。研究結果發現西瓜果皮顏色由單基因控制,深綠對淺綠為顯性,該基因位于8號染色體上,為ClCG08G017810(編碼2-苯基-1,4-β-萘醌甲基轉移酶蛋白);控制西瓜種皮顏色的基因是3號染色體上的Cla019481(編碼多酚氧化酶蛋白,參與黑色素合成),黑色種皮相對于淺黃色種皮為顯性;控制節間長短(長節間vs短節間為顯性性狀)的基因是位于9號染色體上的Cla015407(編碼赤霉素3β-羥化酶蛋白)。之后,又通過qRT-PCR和相關生理實驗揭示了這3個性狀的調控機理和分子遺傳機制。
該研究得到中國農科院科技創新工程、現代農業產業技術體系、國家自然科學基金、國家重點研發計劃資助。(通訊員 趙倩)
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?。?)https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fpls.2019.01689/full
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?。?)https://www.mdpi.com/1422-0067/21/1/290
圖1 西瓜果皮顏色性狀相關基因的定位及分析
圖2 西瓜節間長短基因的定位與驗證
圖3西瓜種皮顏色基因的定位與分析