【摘 要】
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菜心是一种以花薹为食用器官的十字花科芸薹属芸薹种小白菜亚种蔬菜,为我国广东地区的特色蔬菜,栽培面积广。普通菜心品种主花序生长优势显著,生产上每株通常只收获1个花薹;而增城菜心品种在短缩茎上有多腋芽产生,进一步发育成多个分枝,一次种植可以多次收获。选育多分枝的菜心品种可以提高菜心的产量,节省种子和种植劳动力,产业发展前景广阔。本研究利用少分枝普通菜心DH系‘CX010’和多分枝增城菜心DH系‘CX0
【基金项目】
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国家自然科学基金菜心分枝关键基因克隆及鉴定（No.31972404）；
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菜心是一种以花薹为食用器官的十字花科芸薹属芸薹种小白菜亚种蔬菜,为我国广东地区的特色蔬菜,栽培面积广。普通菜心品种主花序生长优势显著,生产上每株通常只收获1个花薹;而增城菜心品种在短缩茎上有多腋芽产生,进一步发育成多个分枝,一次种植可以多次收获。选育多分枝的菜心品种可以提高菜心的产量,节省种子和种植劳动力,产业发展前景广阔。本研究利用少分枝普通菜心DH系‘CX010’和多分枝增城菜心DH系‘CX020’为亲本构建F2群体,利用Graded Pool-Seq技术和KASP基因分型技术定位调控菜心分枝的关键基因,并对候选基因进行克隆和初步鉴定。本研究的主要结果如下:（1）菜心分枝的遗传特性在分枝表型显著时对1050株F2代植株进行分枝数量的统计,F2代群体分枝数出现明显的分离,分枝数目呈现正态分布趋势,菜心分枝是数量性状。（2）菜心分枝基因的初步定位选取多分枝表型,少分枝表型和中间分枝表型的F2植株各50株,构建3个DNA混池。通过Graded Pool-Seq定位方法,将菜心分枝基因定位在A07染色体上28.0～28.9 Mb,该区间长度为900 kb,其中共包含178个基因。（3）菜心分枝基因的精确定位以亲本和F2群体中随机选择的150株单株为材料,利用KASP基因分型技术确定植株基因型,采用QTL Ici Mapping软件将基因型和表型数据结合分析进行QTL作图,最终将分枝基因所在的候选区间缩小到A0716和A0717两个KASP标记之间,定位区间约24.6 kb,其中包括5个候选基因。（4）候选基因的克隆和鉴定通过参考大白菜数据库和拟南芥数据库对候选基因进行功能注释,串联重复基因Bra A07g041560.3C和Bra A07g041570.3C对应拟南芥同一个基因AT1G78440,编码GA2ox1,GA2ox1调控水稻分蘖,因此预测Bra A07g041560.3C和Bra A07g041570.3C为菜心分枝的候选基因。候选基因全长序列克隆结果显示,Bra A07g041560.3C的基因序列在两亲本中无差异,而Bra A07g041570.3C的基因序列在第一个外显子上有1个突变,但是属于同义突变。启动子序列克隆和顺式调控元件预测结果显示,多分枝‘CX020’的Bra A07g041560.3C启动子序列中除了有一处31 bp的碱基缺失外,与‘CX010’相比还存在16处SNP差异,‘CX020’的启动子元件缺少一个ERE顺式调控元件,此外TATA-box的位置也不完全相同;‘CX020’的Bra A07g041570.3C启动子序列与‘CX010’相比,在启动子转录起始位点上游103 bp的位置有1处SNP差异（G→C）导致‘CX020’的启动子元件缺少1个MYB顺式调控元件,该元件已证明在拟南芥腋生分生组织的发育和分枝等方面起作用。q RT-PCR结果显示,Bra A07g041560.3C和Bra A07g041570.3C的相对表达量在双亲的短缩茎中有显著差异。GA3处理‘CX020’后,短缩茎分枝数量减少。
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