研究发现番茄茎秆变粗的关键基因
研究中检测SD的取材部位 华中农大供图
近日，《实验植物学杂志》（Journal of Experimental Botany）在线发表了华中农业大学教授叶志彪团队的最新研究成果。该研究鉴定了调控番茄茎秆发育的关键基因SD1，并从遗传和进化角度解析了番茄茎秆发育的遗传基础及调控机制。
论文通讯作者叶志彪介绍，番茄茎秆的加粗不仅有利于增产，还能提高番茄的机械抗性，使其适应免搭架的轻简栽培。而目前对番茄等重要园艺作物茎秆发育调控的研究十分有限。
该团队发现，番茄茎粗与果实大小这一关键产量性状存在显著相关性。研究团队运用全基因组关联分析（GWAS）和基因功能分析等手段，定位到调控茎粗的主效位点SDR9。该位点编码了一个激酶互作蛋白SD1。SD1主要在番茄茎秆的形成层部位表达，它通过调控次生韧皮部细胞的大小和数量来正向调控番茄茎秆发育。
SD1启动子中一个11-bp 插入缺失（indel_11）与番茄茎粗完全连锁，该位点的突变影响了该基因的表达，进而调控番茄茎秆发育。进化分析显示，SD1 indel_11在番茄由樱桃番茄（CER）到现代大果番茄（BIG）的改良过程中受到人工选择。这证明该基因是导致番茄在遗传改良过程中茎秆变粗的遗传基础。
研究团队依据SD1 InDel_11多态性开发了共显性分子标记，用于生产中快速鉴定番茄茎粗性状。SD1基因鉴定及标记开发可用于高产优质番茄的分子育种，同时为培育适宜轻简化栽培新品种提供基因资源。
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