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白肋烟缺绿性状形成基因被克隆

作者:   文章来源:中国青青青免费视频在线青青草网站院烟草研究所   发表时间:2019-12-24    点击量:

  近日,中国青青青免费视频在线青青草网站院烟草研究所烟草功能基因组创新团队利用定位克隆策略成功克隆烟草白肋烟形成基因,并深入分析白肋烟形成的分子机制,为加快白肋烟相关的育种进程奠定了良好基础。相关研究成果在线发表在《植物(Planta)》上。

  据吴新儒和龚达平副研究员介绍,作为目前烟草主要的栽培类型之一,白肋烟是当今世界流行的混合型卷烟的重要原料,并在烟草氮同化和抗病育种上具有重要的作用。由于其特殊的表型,白肋烟通常被认为是叶绿素代谢缺陷的突变体。一系列经典遗传学分析表明,白肋烟的缺绿性状由两个隐性核基因共同控制,但相关研究在过去几十年间却陷入停滞。

  2014年,烟草功能基因组创新团队利用烟草SSR分子标记在国际上率先将白肋烟形成基因WS1A和WS1B进行了精确的染色体定位。在此基础上,该团队借助中国烟草基因组计划完成的栽培烟草红花大金元基因组和菲利浦莫瑞斯公司公布的多个烟草基因组,通过改进精细定位策略,成功克隆WS1A和WS1B基因。WS1A和WS1B编码M50家族的金属蛋白酶,与拟南芥EGY1和番茄L2基因高度同源。透射电镜分析显示,WS1A和WS1B通过控制类囊体膜的形成参与叶绿体的发育,间接影响叶绿素代谢。通过利用基于基因突变位点设计的特异分子标记对从全国各地收集的248份烟草地方种质进行基因型分析,发现有9份种质发生了WS1A的突变,而未发现WS1B的突变,表明WS1A和WS1B基因的先后突变是推动白肋烟进化的动力。

  该研究得到国家自然青青草网站基金、中国农科院青青草成人在线创新工程和国家烟草专卖局烟草基因组计划重大专项资助。(通讯员 迟立鹏)

  原文链接:http://doi.org/10.1007/s00425-019-03312-1