TCP轉錄因子調控生菜葉緣形態與抽薹時間

葉形是蔬菜重要的農藝性狀。生菜根據葉緣形狀不同，分為常見的鋸齒形葉（Empire）和波浪形葉（Salinas）2種類型。高溫脅迫下，Empire葉緣更易出現干燒心病變，且表現出晚抽薹表型，這些性狀均為生菜等冷季蔬菜育種中的重要選擇指標。

2020年2 月，日本長野蔬菜與觀賞作物實驗站通過遺傳圖譜的繪制和轉錄組分析，得到了同時控制葉緣形狀和抽薹時間這2個關鍵性狀的候選基因，而后結合分子生物學及細胞學試驗，參考擬南芥中相關機制，對其可能在生菜的葉緣形狀和抽薹時間產生的多效性作用進行了闡述。該研究以Empire和Salinas這2種類型為親本，得到F2群體，遺傳分析表明波浪形葉型受1個單顯性基因控制，且開花時間與葉型存在明顯共分離現象。通過ddRAD-seq對F2群體進行遺傳圖譜的構建，并將葉型和抽薹時間這2個性狀定位在LG5的同一個區域，并在該區域確定了1個編碼CIN-like protein的TCP轉錄因子作為候選基因，命名為LsTCP4。系統發育分析表明：LsTCP4屬于擬南芥TCP家族CINCINNATA（CIN）-like group，該家族被報道與鋸齒狀葉緣有關。基于上述研究，在Empire生菜LsTCP4的等位基因3'UTR中發現了1個逆轉錄轉座子的插入，推測正是由于這一特異性結構變異，導致其在葉片中的轉錄水平低于Salinas，從而導致葉緣形狀的差異。

上述研究結果得到了1個在高溫環境下提高生菜產量的重要基因，為生菜品種的選育奠定了基礎。研究結果于2020年2月1日在線發表于《Horticulture Research》上。