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生菜葉為啥卷曲?或與這個基因有關

中國網 |    發布時間:2022-07-20 15:19 |

科技日報訊 (記者吳純新 通訊員蔣朝常 賈越)記者7月18日從華中農業大學獲悉,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《實驗植物學雜志》發表論文稱,他們的研究闡明了LsKN1基因調控生菜葉卷曲性狀的遺傳和分子機理。

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,其葉片形態直接關系到其感官品質。

一般而言,一個葉卷曲的生菜品種和一個葉平整的生菜品種雜交,構建了葉卷曲表型的遺傳分離群體。遺傳定位發現該群體中的一個葉卷曲主效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制。

據介紹,LsKN1基因在不同遺傳背景下,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,并在不同遺傳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霉素合成與降解途徑的關鍵基因,提高生菜葉片中分裂素含量,降低赤霉素含量,可導致細胞面積變大、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,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外顯子上一個CACTA轉座子插入導致。本研究在遺傳轉化過程中,偶然獲得3株CACTA轉座子發生轉座的突變體,這3個突變體的表型由卷葉恢復為平葉,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。該研究進一步豐富了葉發育理論,將為生菜遺傳育種提供理論支持。

來源:科技日報

作者:吳純新

責任編輯:馮崢

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