种子大小是甜瓜等瓜类作物的一个重要农艺性状，直接影响种子萌发和后续幼苗生长。适当大小的种子有利于机械化播种，推进农机农艺融合，从而提高播种质量和效率。然而，种子大小遗传机制研究主要集中在水稻、小麦、花生等农作物以及园艺作物中的西瓜，在甜瓜中的研究相对较少。
近期，河南农业大学园艺学院胡建斌教授团队完成的题为“An allelic variation in the promoter of the LRR-RLK gene, qSS6.1, is associated with melon seed size” 的研究在Journal of Integrative Agriculture (《农业科学学报》(英文)，JIA) 2024年10期正式发表。
该研究前期从甜瓜核心种质库中鉴定到一个大种子材料H906，其百粒重达4.04±0.69 g，并与小种子材料H581（百粒重1.71±0.25 g）配制F2群体，利用ddRAD技术构建了一个高密度遗传图谱（Li et al. 2020）。
本研究中，作者采用BSA-seq方法在第6号染色体上定位到一个与甜瓜种子大小相关的候选区域（约1.35 Mb）。利用上述遗传图谱，结合在三个环境中F2和F2:3表型数据对3个种子大小性状（种子长度、种子宽度和百粒重）进行QTL定位，三个性状均定位在同一区域（区间大小为0.27 Mb），该区段与上述初定位区段重合，因此将其命名为qSS6.1。随后，在该区域开发新的InDel标记，将候选区段缩小至包含8个基因的68.35 kb区间。结合双亲和180份自然材料重测序数据，分别对这8个基因的编码序列和启动子序列进行分析，发现MELO3C014002基因的启动子区域有一个C到T的SNP变异，该基因编码富亮氨酸重复的受体样激酶（LRR-RLK）。这一等位变异不仅能将大种子（C等位基因）与小种子（T等位基因）区分开，而且还影响了基因启动子活性。qRT-PCR分析显示，MELO3C014002基因在两亲本间表达差异明显。其预测蛋白具有典型的LRR-RLK结构域，与拟南芥、番茄等多种植物的同源基因蛋白序列相似，暗示着其功能的保守性。这些发现表明，MELO3C014002可能是调控甜瓜种子大小的关键基因，为研究甜瓜种子大小调控机制的提供了切入点，同时以该等位变异所开发的分子标记可用于甜瓜种子大小分子辅助育种。
河南农业大学园艺学院胡建斌教授为本文通讯作者，博士研究生梁晓雪和硕士研究生王际宇为本文共同第一作者。该项研究得到了河南省重大科技专项（221100110400）、河南省良种联合攻关项目（2022010503）和国家自然科学基金（31902038；32072564）的支持。
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Xiaoxue Liang, Jiyu Wang, Lei Cao, Xuanyu Du, Junhao Qiang, Wenlong Li, Panqiao Wang, Juan Hou, Xiang Li, Wenwen Mao, Huayu Zhu, Luming Yang, Qiong Li, Jianbin Hu. 2024. An allelic variation in the promoter of the LRR-RLK gene, qSS6.1, is associated with melon seed size. Journal of Integrative Agriculture, 23(10): 3522-3536.
| 图文由河南农业大学园艺学院胡建斌教授团队提供
专题｜棉花生物技术育种
Journal of Integrative Agriculture (《农业科学学报》(英文), JIA) 由中华人民共和国农业农村部主管，中国农业科学院与中国农学会主办，中国农业科学院农业信息研究所承办。综合性英文学术期刊，月刊。创刊于2002年，现任主编为中国科学院院士陈化兰。JIA主要栏目有作物科学、园艺、植物保护、动物科学、动物医学、农业生态环境、食品科学、农业经济与管理等。刊稿类型有综述、研究论文、简报以及评述等。全部论文在Elsevier-ScienceDirect (SD) 平台OA出版。最新SCI影响因子4.6，位于SCI-JCR农业综合学科Q1区。中科院分区农林科学1区。2016年以来先后获得中国科协等部委 “提升计划”“登峰计划”“卓越计划”项目支持。
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