黃籽油菜高油積累“密碼”揭示

記者3月10日從湖南農業大學獲悉，該校農學院教授劉忠松團隊聯合國內外相關單位，歷經20余年攻關，從分子水平揭示了黃籽油菜高油積累的“底層邏輯”，并根據基因演變過程闡明了我國西南地區是這類油菜的單一起源地。相關成果日前在線發表在國際學術期刊《美國科學院院報》上。

油菜種子顏色多為黑色或褐色，但芥菜型油菜、白菜型油菜和埃塞俄比亞芥中卻存在自然變異的黃色種子，即黃籽。由于黃籽油菜的含油量顯著高于黑籽或褐籽油菜，因此黃籽油菜育種已成為全球油菜育種的重要研究方向。但長期以來，業界尚不完全清楚黃籽油菜形成的分子機制及其高含油量的原因，也不清楚黃籽油菜的起源地和時間。

劉忠松團隊對此展開了長達二十余年的研究。他們對芥菜型油菜地方品種四川黃籽、紫葉芥進行了全基因組T2T組裝，并對包含芥菜型油菜在內的480份芥菜種質進行了重測序。在此基礎上，團隊通過全基因組關聯分析和連鎖作圖，圖位克隆出了芥菜型油菜黃籽調控基因TT8s，并證實該基因突變是導致黃籽油菜種皮不積累原花色素、種皮透明、種子呈現黃色胚的重要原因。

團隊對全球1000余份種質的基因TT8s進行了變異分析，發現有14種不同變異類型。通過計算不同變異類型的出現時間，并結合其地理分布，他們進一步闡明了芥菜型黃籽油菜在大約2300年前起源于中國西南地區。

此外，團隊還在多環境中種植了重測序的芥菜種質，測定它們的含油量、粒重和皮殼率等性狀。通過全基因組關聯分析，他們發現了另一個基因STKs，并證實它與基因TT8s協同調控了黃籽油菜的種子顏色、低皮殼率和高油分積累，進一步揭示了黃籽油菜高油積累的分子基礎。

“種植一畝黃籽油菜，比種植黑籽油菜能多產油10—20公斤，對保障我國食用油安全具有重要意義。我們的研究發現有望為黃籽油菜新品種選育提供新的策略和基因資源。”團隊成員、湖南農業大學教授錢論文說。