科技日報(bào)北京11月7日電 （記者瞿劍）據(jù)中國農(nóng)科院最新消息，該院蔬菜花卉所功能基因組學(xué)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)通過基因組學(xué)、變異組學(xué)和轉(zhuǎn)錄組學(xué)的綜合分析，并應(yīng)用稀有遺傳變異的分析策略，發(fā)現(xiàn)了控制黃瓜卷須發(fā)育的身份基因TEN，揭示了黃瓜卷須的同源器官是側(cè)枝——這一曾經(jīng)困擾達(dá)爾文的植物發(fā)育學(xué)謎團(tuán)。相關(guān)研究成果在線發(fā)表于最新一期國際知名學(xué)術(shù)刊物《分子植物》雜志。
論文第一作者、該院研究生院博士生王深浩介紹，卷須是黃瓜的攀援器官，但其“身份”即同源器官是什么并不清楚。在溫室中栽培的黃瓜并不需要卷須來攀援，為了減少生物量的浪費(fèi)，農(nóng)民需要人工摘除卷須。培育完全沒有卷須的省力品種，是黃瓜育種的重要方向之一。而在農(nóng)業(yè)育種史上，稀有變異的利用具有重要意義，如水稻的不脫粒性和小麥矮稈等的稀有突變性狀等，被人類馴化和選擇成重要的農(nóng)藝性狀。
該團(tuán)隊(duì)在世界范圍內(nèi)的3000多份黃瓜種質(zhì)里發(fā)現(xiàn)了唯一的一份無卷須的稀有黃瓜種質(zhì)，其卷須被側(cè)枝所替代，失去攀援能力；表型觀察和遺傳分析表明，黃瓜的卷須和側(cè)枝是一對同源器官；經(jīng)進(jìn)一步通過基因組學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)和稀有變異的綜合分析，在全基因組360多萬個(gè)變異中，發(fā)現(xiàn)了對應(yīng)無卷須種質(zhì)的一個(gè)稀有SNP。研究進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)該稀有變異顯著降低了TEN基因的轉(zhuǎn)錄激活功能，影響了一系列下游基因的表達(dá)，從而調(diào)控了卷須身份的轉(zhuǎn)換和卷須的運(yùn)動。
本研究為在植物基因組中研究功能性稀有變異提供了一個(gè)范例，并揭示了黃瓜卷須同源器官為側(cè)枝這一歷史謎團(tuán)，同時(shí)也為黃瓜無卷須株型育種提供了理論支撐。
