华中农业大学发现调控油菜营养体硫苷含量的重要基因

硫代葡萄糖苷（硫苷）是一类含硫和氮的次生代谢产物，主要存在于白花菜目植物中，包括芸薹科作物白菜、甘蓝、油菜和模式植物拟南芥，对植物抵御病虫害有重要作用，其中一些硫苷种类可以产生具有抗癌效果的活性物质。研究油菜营养体硫苷含量的遗传基础，对选育种子低硫苷和营养体高硫苷油菜品种，进而提高油菜抗病虫害能力具有重要意义。

华中农业大学作物遗传改良国家重点实验室油菜团队周永明课题组通过全基因组关联分析发现调控油菜营养体硫苷含量的重要基因。通过对366份油菜品系的叶片硫苷含量的测定，发现叶片硫苷含量与种子硫苷含量呈显著正相关，相关系数达0.79。随后通过全基因组关联分析鉴定到78个位点与硫苷相关性状有关，其中包含5个共同调控叶片及种子硫苷含量的位点以及11个组织特异位点，并鉴定到硫苷合成代谢途径上的36个候选基因，表明有可能通过不同的基因分别调控种子和叶片中的硫苷含量。通过基因序列多态性分析和基因表达分析，研究者发现一个与拟南芥MYB28转录因子同源的候选基因BnaA03g40190D，该基因位点的变异在种子低硫苷群体中，可解释叶片硫苷含量30.62%的变异。更重要的是，该基因在油菜低硫苷品质改良过程中并未受到人工选择，进而在低硫苷的品种中保留下来。这也是首个在低硫苷油菜品种中发现的维持营养体适当硫苷水平的基因位点，为选育种子低硫苷和叶片高硫苷的油菜品种提供了有价值的资源。该研究有助于全面了解叶片及种子硫苷含量变异的遗传基础，从而为建立有效的种子低硫苷和叶片高硫苷油菜品种选育途径奠定基础。

相关研究成果，于2019年12月10日在线发表在《Plant Biotechnology Journal》杂志上。