近日，蔬菜研究所在國(guó)際植物學(xué)期刊Frontiers in Plant Science（IF=5.75）上發(fā)表了題為“Identification of Quantitative Trait Loci Controlling the Development of Prickles in Eggplant forbid Genome Re-sequencing Analysis”的研究論文。該研究對(duì)茄子主莖、葉片、葉柄和萼片上的刺進(jìn)行了QTL定位，對(duì)培育植株無刺的茄子品種提供了理論基礎(chǔ)。

 

　　茄子（Solanum melongena L.）是我國(guó)重要的茄果類蔬菜作物，近年來種植面積不斷擴(kuò)大，截止到2019年茄子在國(guó)內(nèi)的播種面積達(dá)1,170萬畝（FAO）。茄子植株莖、葉、萼片等部位均可能著生大量的刺，但刺性狀不利于整枝、采收等農(nóng)業(yè)操作，對(duì)于茄子農(nóng)業(yè)生產(chǎn)屬于不利性狀，因此，開展茄子植株刺性狀相關(guān)的研究，對(duì)于培育無刺的茄子品種具有重要的意義。

 

　　本研究利用了多刺的野生資源和少刺的栽培自交系為雙親構(gòu)建了一個(gè)F2茄子遺傳群體，對(duì)茄子主莖、葉片、葉柄和萼片刺進(jìn)行了研究。利用構(gòu)建的6世代遺傳群體對(duì)這4個(gè)數(shù)量性狀的遺傳進(jìn)行了分析。結(jié)果表明茄子主莖、葉片、葉柄和萼片刺的最佳遺傳模型分別符合2 對(duì)主基因加性顯性上位性模型，1 對(duì)負(fù)向完全顯性主基因[[+]]加性顯性多基因模型，加性顯性上位性多基因模型和2 對(duì)主基因加性顯性上位性模型。

　　本研究對(duì)雙親和100個(gè)F2子代進(jìn)行了重測(cè)序，分別在雙親中獲得了2,989,312和1,369,910個(gè)高質(zhì)量SNP標(biāo)記。利用這些SNP標(biāo)記在茄子的12個(gè)染色體中構(gòu)建了含有278,891個(gè)Bin標(biāo)記的高密度遺傳圖譜。利用這個(gè)遺傳圖譜研究者對(duì)茄子莖、葉片、葉柄和萼片刺進(jìn)行了QTL定位，其中莖刺在第3、4、5、6和8染色體上定位到5個(gè)相關(guān)QTLs，葉片、葉柄和萼片刺分別在第9、1和12染色體上各定位到了1個(gè)QTL。

 

 

　　基于QLT的定位區(qū)間，研究者找到了兩個(gè)WUSCHEL（WUS）相關(guān)基因SEML_012g394430和SEML_012g394440做為控制茄子萼片刺發(fā)育的候選基因。研究者比較了這兩個(gè)候選基因在雙親中的差異，發(fā)現(xiàn)SEML_012g394440基因在萼片無刺的親本中有一段22bp的缺失，此缺失區(qū)域位于內(nèi)含子（18bp）和外顯子（4bp）之間，以上缺失可能導(dǎo)致不同的拼接模式進(jìn)而導(dǎo)致萼片刺表型的差異。進(jìn)一步r-PCR結(jié)果顯示在萼片有刺親本和F2子代中SEML_012g394440基因的表達(dá)量顯著高于萼片無刺親本和F2子代。以上研究為茄子植株刺相關(guān)性狀的遺傳和育種提供了理論基礎(chǔ)。

 

 

　　北京市農(nóng)林科學(xué)院蔬菜所潛宗偉和張彬助理研究員為該論文共同第一作者，崔彥玲推廣研究員和李大勇副研究員為共同通訊作者，該研究為北京市農(nóng)林科學(xué)院院青年基金課題研究成果，同時(shí)還得到了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、北京市農(nóng)林科學(xué)院科技創(chuàng)新能力建設(shè)專項(xiàng)的資助。