【科研新进展】(44)蔬菜生物技术与种质资源创新团队在黄瓜纬度适应性驯化研究方面取得新进展

12月16日,园艺学院蔬菜生物技术与种质资源创新团队在国际知名期刊Plant Physiology(双一流B类期刊)在线发表了题为“FLOWERING LOCUS T Improves Cucumber Adaptation to Higher Latitudes”的研究论文。园艺学院青年教师王深浩博士为第一作者兼通讯作者,中国农业科学院蔬菜花卉研究所硕士生李宏博为并列第一作者。该研究得到了中国博士后科学基金、国家自然科学基金、中央高校基本科研业务费等项目的资助。

开花时间在大多数农作物的驯化或者地理适应的过程中起着重要的作用。黄瓜是一种喜温蔬菜作物,起源于低纬度的印度(热带地区),在汉代由张骞(前164-前114)通过丝绸之路传入中国,如今黄瓜已广泛种植在世界各地,从热带地区到寒带地区,其纬度跨度超过了90度,但是,这种纬度适应和黄瓜驯化的分子机制尚不清楚。

该论文研究了两个不同的黄瓜遗传群体,发现了在黄瓜成花素基因FLOWERING LOCUS T上游约16.5kb处存在着两种大片段(39.9kb和16.2kb)的丢失,可以提高FT基因的表达;这两种大片段缺失是普遍存在的,并且在欧亚和东亚黄瓜类群中独立发生。研究进一步发现黄瓜FT基因上游区域有三种类型,“long”、“short-1”和“short-2”,其地理分布不同:“long”型是祖先型,在印度和西双版纳黄瓜类群中最常见,与晚开花相关;“short-1”和“short-2”型分别由“long”型演化而来,与早开花相关,其中“ short-1”型在东亚黄瓜群体中分布频率最高,“ short-2”型在欧亚类群黄瓜中分布频率最高。核苷酸多样性分析进一步揭示了黄瓜FT基因位点具有驯化特征。研究结果表明,黄瓜FT基因上游区域的结构变异,对于黄瓜从热带低纬度地区传播到寒温带高纬度地区起着非常重要的作用。此外,本研究为创造早开花早熟的黄瓜品种提供了重要的理论依据。

文章连接:http://www.plantphysiol.org/content/early/2019/12/16/pp.19.01215


张晴 终审:郭建东

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