吃西瓜吐籽烦,小籽西瓜好吃但难培育——这个困扰育种界多年的难题,终于被中国科学家破解。中国农业科学院郑州果树研究所在《植物通讯》(Plant Communications)在线发表研究论文,首次将拷贝数变异、长链非编码RNA与种子大小调控联系起来,为小籽西瓜分子育种提供了可直接利用的基因靶点。

196份种质+SV-GWAS分析:锁定关键变异

研究团队对196份西瓜核心种质进行SV-GWAS分析,在西瓜六号染色体锁定了一个调控西瓜种子大小的拷贝数变异。通过基因组比对发现,该变异在大籽材料中为单拷贝,而在小籽材料中为四拷贝串联重复

不编码蛋白却能调控种子大小的分子机制

这项发现最巧妙之处在于:该变异虽不直接编码蛋白,却能直接激活一条全新长链非编码RNA,进而上调下游多药及毒素外排转运蛋白编码基因,通过降低生长素水平来抑制细胞生长,最终使种子变小。

为什么这项研究含金量高?

种子大小是作物驯化中的重要农艺性状,对作物品质和产量提升有重大意义,更是西瓜育种中的核心改良性状。然而,决定西瓜种子大小的关键遗传变异及其背后的分子调控机制一直是未解之谜,极大地阻碍了小籽鲜食西瓜的培育。

这项研究不仅解开了分子调控机制之谜,更提供了可直接利用的基因靶点,对培育更符合市场消费习惯的小籽西瓜具有重大指导意义。

本文信息来源:中国农业科学院郑州果树研究所、《Plant Communications》期刊

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