華中農業大學發現調控油菜營養體硫苷含量的重要基因

硫代葡萄糖苷（硫苷）是一類含硫和氮的次生代謝產物，主要存在于白花菜目植物中，包括蕓薹科作物白菜、甘藍、油菜和模式植物擬南芥，對植物抵御病蟲害有重要作用，其中一些硫苷種類可以產生具有抗癌效果的活性物質。研究油菜營養體硫苷含量的遺傳基礎，對選育種子低硫苷和營養體高硫苷油菜品種，進而提高油菜抗病蟲害能力具有重要意義。

華中農業大學作物遺傳改良國家重點實驗室油菜團隊周永明課題組通過全基因組關聯分析發現調控油菜營養體硫苷含量的重要基因。通過對366份油菜品系的葉片硫苷含量的測定，發現葉片硫苷含量與種子硫苷含量呈顯著正相關，相關系數達0.79。隨后通過全基因組關聯分析鑒定到78個位點與硫苷相關性狀有關，其中包含5個共同調控葉片及種子硫苷含量的位點以及11個組織特異位點，并鑒定到硫苷合成代謝途徑上的36個候選基因，表明有可能通過不同的基因分別調控種子和葉片中的硫苷含量。通過基因序列多態性分析和基因表達分析，研究者發現一個與擬南芥MYB28轉錄因子同源的候選基因BnaA03g40190D，該基因位點的變異在種子低硫苷群體中，可解釋葉片硫苷含量30.62%的變異。更重要的是，該基因在油菜低硫苷品質改良過程中并未受到人工選擇，進而在低硫苷的品種中保留下來。這也是首個在低硫苷油菜品種中發現的維持營養體適當硫苷水平的基因位點，為選育種子低硫苷和葉片高硫苷的油菜品種提供了有價值的資源。該研究有助于全面了解葉片及種子硫苷含量變異的遺傳基礎，從而為建立有效的種子低硫苷和葉片高硫苷油菜品種選育途徑奠定基礎。

相關研究成果，于2019年12月10日在線發表在《Plant Biotechnology Journal》雜志上。