河北科技师范学院科研团队揭示黄瓜果形调控新机研究取得重要进展
近日,中国农业大学 张小兰 教授团队与河北科技师范学院 闫立英 教授团队合作在 Horticulture Research 在线发表了题为" CsTRM5 regulates fruit shape via mediating cell pision direction and cell expansion in cucumber "的研究论文,揭示了 CsTRM5 调控黄瓜果形的分子机制。
该研究在短圆筒形黄瓜自交系‘32X’为背景的EMS诱变突变体库中,鉴定到一个球形果突变体 qiu ,并以此为研究材料,进行遗传学分析和候选果形基因鉴定。遗传分析显示该性状是隐性单基因控制。构建‘32X’和 qiu 的F2群体,利用MutMap方法,将候选基因锁定在黄瓜2号染色体的6.47 MB区域内,该区域内含有黄瓜重要的果形QTL位点 FS2.1 ,且其中含有番茄重要果形基因 SlTRM5 的同源基因 CsTRM5 。
通过CRISPR/Cas9基因编辑技术,明确了 CsTRM5 是调控球形果的关键基因。进一步细胞形态学分析表明, qiu 突变体果实呈球形主要是由于横向细胞分裂增多导致果实横径变大,而纵向细胞分裂减少导致果实长度降低,同时横向细胞和纵向细胞均显示细胞变小。 qiu vs 32X转录组测序鉴定到差异表达基因中细胞壁活动相关基因和ABA通路基因显著富集。内源激素测定和外源激素喷施试验结果显示, qiu 中ABA含量显著增加,外源ABA通过影响细胞扩张导致黄瓜果实伸长受到抑制。
综上表明, CsTRM5 通过影响细胞分裂方向和细胞扩张来影响黄瓜果实形状,同时ABA参与了 CsTRM5 介导的细胞扩张来调节黄瓜果实的伸长。
图1 突变体qiu较野生型32X细胞分裂方向和细胞扩张改变
河北科技师范学院 谢洋 副教授、 孙成振 副教授和中国农业大学 刘小凤 博士后(现就职于青岛农业大学)为论文共同第一作者,中国农业大学 张小兰 教授和河北科技师范学院 闫立英 教授为该论文的通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金、河北省重点研发项目、河北省自然科学基金项目及河北科技师范学院科学研究基金等项目的资助。
论文链接:https://doi.org/10.1093/hr/uhad007
内容来源:BioArt植物