Vegetable Res 精选2023 | 西双版纳黄瓜的短日照开花习性及遗传调控

文摘   三农   2024-10-28 11:00   江苏  




西双版纳黄瓜(以下简称版纳黄瓜)是源自我国云南西双版纳州及其附近区域的一类半野生黄瓜变种。该黄瓜变种被引种至长江流域以北,出现短日照植物南种北引常见的现象,即开花期推后或者不开花。长期以来,版纳黄瓜的这种现象被当作晚花性状来研究。


2023年5月,Vegetable Research 在线发表了四川农业大学园艺学院赖云松团队发表了题为FLOWERING LOCUS T (FT) gene regulates short-day flowering in low latitude Xishuangbanna cucumber (Cucumis sativus var. xishuangbannanesis) 的研究论文。


该研究明确版纳黄瓜为短日照植物,将版纳黄瓜对短日照的最低需求精确到11.0-11.5个小时,在满足该短日照条件下,版纳黄瓜可以同普通栽培黄瓜一样正常开花,性别表达为强雄。利用版纳黄瓜构建F2群体和RIL群体,在长日照条件下进行性状调查,通过KASP标记将版纳黄瓜的短日照开花基因定位到1号染色体长臂端末端(SNP29795488-SNP29931423)135 kb的区间内。通过DNA序列多态性分析,推测该区间的FLOWERING LOCUS TFT基因由于转座子插入获得了依赖于短日照的表达模式,普通栽培黄瓜由于没有该转座子插入事件表现为日照中性。版纳黄瓜的FT 基因在上午10点和下午4点左右形成表达峰,在其它时间段不表达;在长日照条件下,版纳黄瓜FT 基因在整个昼夜节律期间被抑制,变现为短日照依赖模式。普通栽培黄瓜的FT 基因与CONSTANS 基因协同表达,且昼夜节律表达严格遵从生理时钟,不受日照长度影响,无短日照依赖模式。通过转录组分析,发现版纳黄瓜FT 基因的上游调控因子也都没有短日照依赖现象。综合上述研究,推测版纳黄瓜的短日照开花受FT 基因的顺式调控。该文还对版纳黄瓜的雌花朝向、性别表达、侧枝数量等与开花有关的性状进行了定位研究。

图1 FT 基因在不同光周期处理下的昼夜节律表达模式

XIS49为版纳黄瓜,CL和EA35为栽培黄瓜

FT, FLOWERING LOCUS T; CO, CONSTANS


图2 版纳黄瓜短日照开花性状的定位结果


四川农大园艺学院博士研究生宋珊珊为该论文的第一作者,赖云松教授为该论文的通讯作者。该研究受国家自然科学基金支持(项目编号32072599)




团队介绍


四川农业大学赖云松团队长期从事黄瓜开花和环境性别表达的研究,包括环境通过表观机制影响黄瓜性别表达,以及围绕半野生黄瓜和野生黄瓜开展的功能组学分析,重要性状的遗传分析和基因资源挖掘。





原文链接:
https://doi.org/10.48130/VR-2023-0015
VR-2023-0015.pdf

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