生菜葉為啥卷曲?或與這個基因有關
記者7月18日從(cong) 華中農(nong) 業(ye) 大學獲悉,該校園藝植物生物學教育部重點實驗室匡漢暉教授課題組在《實驗植物學雜誌》發表論文稱,他們(men) 的研究闡明了LsKN1基因調控生菜葉卷曲性狀的遺傳(chuan) 和分子機理。
生菜常被用來做色拉、火鍋配菜等,是世界上最受歡迎的蔬菜之一,其葉片形態直接關(guan) 係到其感官品質。
一般而言,一個(ge) 葉卷曲的生菜品種和一個(ge) 葉平整的生菜品種雜交,構建了葉卷曲表型的遺傳(chuan) 分離群體(ti) 。遺傳(chuan) 定位發現該群體(ti) 中的一個(ge) 葉卷曲主效QTL(數量性狀基因座),即LsKN1基因。研究人員通過互補實驗和CRISPR/cas9敲除實驗,驗證了該基因調控葉卷曲的機製。
據介紹,LsKN1基因在不同遺傳(chuan) 背景下,可引起不同葉形變化。實驗室前期研究結果表明,該基因的上調表達還導致生菜結球和掌狀缺刻。LsKN1基因通過不同分子信號途徑調控不同性狀,並在不同遺傳(chuan) 背景下出現不同的表型。這次的研究發現,LsKN1是影響細胞分裂素和赤黴素合成與(yu) 降解途徑的關(guan) 鍵基因,提高生菜葉片中分裂素含量,降低赤黴素含量,可導致細胞麵積變大、細胞數量增多、次級葉脈變細密,以及葉脈細胞和葉肉細胞發育紊亂(luan) ,最終導致卷曲葉片的形成。
卷葉品種中LsKN1基因的上調表達由第一個(ge) 外顯子上一個(ge) CACTA轉座子插入導致。本研究在遺傳(chuan) 轉化過程中,偶然獲得3株CACTA轉座子發生轉座的突變體(ti) ,這3個(ge) 突變體(ti) 的表型由卷葉恢複為(wei) 平葉,再次證明LsKN1基因中CACTA轉座子的插入是卷曲葉片形成的致變因子。該研究進一步豐(feng) 富了葉發育理論,將為(wei) 生菜遺傳(chuan) 育種提供理論支持。(記者吳純新 通訊員蔣朝常賈越)
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