近日，山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜研究所分子育種創(chuàng)新團隊在Frontiers in Plant Science（IF=6.627；JCR1區(qū)，中科院2區(qū)）發(fā)表了題為“Integrative analysis of physiology, biochemistry and transcriptome reveals the mechanism of leaf size formation in Chinese cabbage （Brassica rapa L. ssp. pekinensis）”的研究論文。

 

　　大白菜（Brassica rapa L. ssp. Pekinensis）起源于我國，是我國種植面積最大、產(chǎn)量最高的蔬菜作物，在保障我國蔬菜穩(wěn)定供應(yīng)中發(fā)揮了重要作用?；诖?，大白菜的產(chǎn)量性狀一直是科研人員關(guān)注的熱點。葉片大小是影響大白菜產(chǎn)量的關(guān)鍵因素。因此，解析大白菜葉大小發(fā)育的分子調(diào)控機制，對下一步通過分子育種手段提高大白菜產(chǎn)量具有重要意義。

 

　　本研究以兩個葉片大小存在顯著差異的大白菜高代自交系Y2（大葉）和Y7（小葉）為試驗材料，在生理、生化以及分子等不同層面對導(dǎo)致二者葉大小差異的調(diào)控機制進行了系統(tǒng)分析。結(jié)果表明，Y2和Y7葉片的伸長速率都表現(xiàn)出先高后低的趨勢，但在同一個時間點Y2的生長速率都高于Y7，并且進一步的掃描電鏡觀察發(fā)現(xiàn)Y2具有比Y7更強的細胞增殖能力是導(dǎo)致二者葉大小差異的關(guān)鍵。通過測定S1、S4以及S8三個時期IAA、CK、GA以及ABA的含量發(fā)現(xiàn)，僅有GA1和GA3的含量在S1時期的Y2中顯著高于Y7，說明這兩種激素在調(diào)控葉片大小發(fā)育的早期發(fā)揮了關(guān)鍵作用。而IPA在S1、S4以及S8三個時期Y2中的含量都要高于Y7，相反，ABA在上述三個時期Y2中的含量都低于Y7，說明這兩種激素可能在葉片大小發(fā)育的整個時期都發(fā)揮作用。進一步通過轉(zhuǎn)錄組分析以及在不同材料中的表達模式驗證發(fā)現(xiàn)，細胞周期蛋白基因 BraA09g010980.3C（CYCB） 和 BraA10g027420.3C（CYCD）是調(diào)控大白菜葉片大小發(fā)育的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)基因。BraA09gMYB47 和 BraA06gMYB88是調(diào)控大白菜葉片大小發(fā)育的兩個重要轉(zhuǎn)錄因子。上述研究結(jié)果不僅為我們理解大白菜葉片大小發(fā)育的調(diào)控機制提供了線索，也為下一步通過分子育種手段提高大白菜產(chǎn)量提供了幫助。

 

　　蔬菜研究所博士后王立霞、助理研究員張庶和黃山學(xué)院張燁博士為該論文共同第一作者。高建偉研究員和王鳳德研究員為該論文的共同通訊作者。該研究得到了泰山學(xué)者人才工程、山東省自然科學(xué)基金以及山東省蔬菜產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系等項目的資助。（原文鏈接：https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fpls.2023.1183398/abstract）（撰稿：王立霞 核稿：王鳳德）