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【文献解读】nature genetics番茄qtl-seq

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浏览:- 发布日期:2016-12-22 09:13:19【 】

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上周小编为大家放送了一篇茶树bsr的欧易客户文章解读(点击阅读:欧易客户文章放送:茶树bsr --- 2016 茶树bsr客户文章解读),也许大家会觉得一篇文章不够过瘾,正好这个月5日,nature genetics在线发表了一篇由分布在各大洲的众多著名研究机构(包括冷泉港、德国马普等)多名研究人员合著的番茄qtl-seq文章,今天小编就把这篇文章拿来与大家分享。

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植物进化使得它们的开花由季节性变化引起,作物的日长度敏感性(day-length sensitivity)限制了它们耕作的地理范围,因此对光周期反应的调整是驯化的关键。

该研究显示番茄日长度敏感损失的开花性状由成花素同源物(florigen paralog)和开花阻遏物self-pruning 5g(sp5g)驱动。 野生种长日照(long days)诱导sp5g表达至高水平,但是由于顺式调节变异,在培养的番茄中不表达。

为了确定sp5g是否对光周期反应重要,作者利用了从野生种solanum pennellii和栽培品种m82衍生的渐渗系群体。(fig. 1 a-c)表明il5-4开花qtl影响光周期敏感性,作者筛选了源自il5-4与m82回交的1,632个第二代(f2)个体用于该区域的精细定位(结果见fig. 1 d-e)。结合不同组织的表达差异分析(fig. 1 f-j),作者认为sp5g严重减少的对长日照的感应解释了栽培番茄中天长度敏感性开花(day-length-sensitive flowering)几乎完全丧失的现象。

fig. 1 | reduced sp5gexpression in long days explains the loss of photoperiod-sensitive flowering in cultivated tomato.

作者使用crispr / cas9基因编辑在m82植物中设计sp5g中的突变,并获得两个无效突变(fig. 2 a-b),结合表型分析认为sp5g负责驯化番茄中的残留光周期响应;结合(fig. 2 f)的结果表明sp5g主要抑制开花和典型的腋芽。

所以,sp5g中的crispr / cas9改造突变导致快速开花,并增强野生番茄的紧密定型生长习性,导致花生产的快速爆发,这将促进一种早期的产量转化。

fig. 2 | crispr/cas9-engineered mutations in sp5gcause rapid flowering regardless of day length.

本研究中,作者将研究集中在成花素(florigen,sft)以探索sp5g是如何抑制开花的(fig. 3)

fig. 3 | the flower-repressing activity of sp5gis mediated by repression of the florigen gene sft.

通过(fig. 2 d-e)(fig. 4 a-c),可以看出cr-sp5g sp双突变株有更快的腋芽开花和更早的sympodial cycling及更早的果实成熟(fig. 4 d-i)

fig. 4 | introducing cr-sp5gmutations into the spdeterminate background results in highly compact ‘double-determinate’ plants with early yields.

总的来说

该文研究结果表明,存在于sp5g的变异提供了类似基因编辑的强大力量,促进了番茄栽培种的扩散(其原产地在南美洲的赤道附近),可以迅速提高作物育种的产量性状。

参考文献

soyk s, muller na, park sj, et al.variation in the flowering gene self pruning 5g promotes day-neutrality and early yield in tomato. nat genet.(2016).

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