蓮是我國重要水生經濟作物,集觀賞、食用和藥用價值於一身。蓮的地下莖(發育早期為不膨大的藕帶,發育後期膨大成藕)不僅是一種重要的水生蔬菜,而且是進行無性繁殖的繁殖器官。熱型蓮的地下莖因不能膨大成藕,無法在亞熱帶地區和溫帶地區成功越冬,所以蓮藕膨大可保證蓮成功越冬和來年春季正常的發芽。
近日,Plant Molecular Biology發表了來自於武漢植物園的題為“Identification of QTLs and a putative candidate gene involved in rhizome enlargement of Asian lotus(Nelumbo nucifera)”的文章。該研究利用QTL定位和异源轉化科技,開展了蓮地下莖膨大機制的研究。該研究將熱帶蓮和溫帶蓮的F2分離群體進行了全基因組重測序科技,構建了一張含有236840個SNP的遺傳連鎖圖,進一步對地下莖膨大節數和膨大係數等性狀進行了QTL定位,獲得了3個穩定性QTL。進一步對主效QTL區間內基因進行轉錄組的分析,發現了對地下莖膨大有促進作用的基因NnBEL6。該基因的表達量在地下莖膨大過程中誘導表達。通過异源轉化馬鈴薯實驗證實了NnBEL6對塊莖膨大的作用。本研究揭示了蓮藕膨大的遺傳基礎和候選基因,為增强蓮越冬繁殖能力提供了理論依據。
以上研究由中國科學院武漢植物園完成,劉豔玲副研究員為論文的第一作者,楊美研究員為通訊作者。本研究得到了國家自然科學基金(31872136和31772353)、中國科學院生物資源計畫(KFJ-BRP-007-009)和中國科學院前沿科學重點研究計畫(QYZDB-SSW-SMC017)的資助。
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圖1熱帶蓮和溫帶蓮的地下莖差异