培育无籽葡萄的候选基因VvINO在葡萄种子形成中的作用机制

（2021.2.18 园艺研究）

無籽葡萄的培育是鲜食葡萄育种的重要方向之一，但目前市场上的无籽葡萄品种并不常见。近日，Horticulture Research在线发表了由意大利巴里大学，维罗纳大学及美国加利福尼亚大学的多个研究团队合作的题为Functional conservation of the grapevine candidate gene INNER NO OUTER for ovule development and seed formation的研究论文。

作者首先对葡萄YABBF家族基因进行了系统进化分析，并依sNCGGa制定的葡萄基因命名系统对7个葡萄YABBF家族成员进行了命名。在进行基因家族分析时，发现VvINO与AtINO同源性很高，而已有的研究表明AtINO与胚珠发育相关，由此推测VvINO可能也参与了胚珠发育及种子形成。

继而在物种水平上对INO进行了系统进化分析，结果表明它在物种水平上的系统进化关系与珠被数目没有相关性。于是作者从‘意大利葡萄的花中克隆了VvINO基因，但克隆到了两个VvINO基因：VvINO.1和VvINO.2，通过与参考基因组比对分析发现，VvINO.1和VvINO.2是由同一个基因转录产生，但不同的剪接方式导致了两个不同转录本的形成。

接着作者比较了VvINO.1和VvINO.2在无籽和有籽葡萄品种花及其它组织器官中的表达量，结果表明这两个基因在有籽品种的花中的表达量高于无籽品种及其它组织器官，此结果进一步表明VvINO可能与种子发育及形成相关。

最后作者在ino-1拟南芥中过表达VvINO.1和VvINO.2，结果发现它们都能回补ino-1胚珠发育缺陷的表型，在ino-1中VvINO.2能被剪接成VvINO.1的形式，这可能是生物体内一种“存诸备用mRNA”的机制。而且在有的回补株系中还表现出超野生型表型的现象。

已有研究表明，无籽葡萄是由于VvAGL11的非同义突变产生的，但也有研究者对葡萄种子的鲜种进行了遗传定位分析，他们报道的位点就包括VvINO基因，VvINO基因是一个非常重要的培育无籽葡萄的候选基因。

该研究验证了VvINO在葡萄种子形成中的作用机制，研究结果表明VvINO是重要的培育无籽葡萄的候选基因，为培育无籽葡萄提供了理论基础。