研究發現番茄莖稈變粗的關鍵基因

研究中檢測SD的取材部位 華中農大供圖

　　近日，《實驗植物學雜志》（Journal of Experimental Botany）在線發表了華中農業大學教授葉志彪團隊的最新研究成果。該研究鑒定了調控番茄莖稈發育的關鍵基因SD1，并從遺傳和進化角度解析了番茄莖稈發育的遺傳基礎及調控機制。

　　論文通訊作者葉志彪介紹，番茄莖稈的加粗不僅有利于增產，還能提高番茄的機械抗性，使其適應免搭架的輕簡栽培。而目前對番茄等重要園藝作物莖稈發育調控的研究十分有限。

　　該團隊發現，番茄莖粗與果實大小這一關鍵產量性狀存在顯著相關性。研究團隊運用全基因組關聯分析（GWAS）和基因功能分析等手段，定位到調控莖粗的主效位點SDR9。該位點編碼了一個激酶互作蛋白SD1。SD1主要在番茄莖稈的形成層部位表達，它通過調控次生韌皮部細胞的大小和數量來正向調控番茄莖稈發育。

　　SD1啟動子中一個11-bp 插入缺失（indel_11）與番茄莖粗完全連鎖，該位點的突變影響了該基因的表達，進而調控番茄莖稈發育。進化分析顯示，SD1 indel_11在番茄由櫻桃番茄（CER）到現代大果番茄（BIG）的改良過程中受到人工選擇。這證明該基因是導致番茄在遺傳改良過程中莖稈變粗的遺傳基礎。

　　研究團隊依據SD1 InDel_11多態性開發了共顯性分子標記，用于生產中快速鑒定番茄莖粗性狀。SD1基因鑒定及標記開發可用于高產優質番茄的分子育種，同時為培育適宜輕簡化栽培新品種提供基因資源。