茄子植株刺性狀的遺傳和QTL定位方面研究取得新進展

　　近日，蔬菜研究所在國際植物學期刊Frontiers in Plant Science（IF=5.75）上發(fā)表了題為“Identification of Quantitative Trait Loci Controlling the Development of Prickles in Eggplant forbid Genome Re-sequencing Analysis”的研究論文。該研究對茄子主莖、葉片、葉柄和萼片上的刺進行了QTL定位，對培育植株無刺的茄子品種提供了理論基礎。

　　茄子（Solanum melongena L.）是我國重要的茄果類蔬菜作物，近年來種植面積不斷擴大，截止到2019年茄子在國內的播種面積達1，170萬畝（FAO）。茄子植株莖、葉、萼片等部位均可能著生大量的刺，但刺性狀不利于整枝、采收等農(nóng)業(yè)操作，對于茄子農(nóng)業(yè)生產(chǎn)屬于不利性狀，因此，開展茄子植株刺性狀相關的研究，對于培育無刺的茄子品種具有重要的意義。

　　本研究利用了多刺的野生資源和少刺的栽培自交系為雙親構建了一個F2茄子遺傳群體，對茄子主莖、葉片、葉柄和萼片刺進行了研究。利用構建的6世代遺傳群體對這4個數(shù)量性狀的遺傳進行了分析。結果表明茄子主莖、葉片、葉柄和萼片刺的**遺傳模型分別符合2 對主基因加性顯性上位性模型，1 對負向完全顯性主基因[[+]]加性顯性多基因模型，加性顯性上位性多基因模型和2 對主基因加性顯性上位性模型。

　　本研究對雙親和100個F2子代進行了重測序，分別在雙親中獲得了2，989，312和1，369，910個高質量SNP標記。利用這些SNP標記在茄子的12個染色體中構建了含有278，891個Bin標記的高密度遺傳圖譜。利用這個遺傳圖譜研究者對茄子莖、葉片、葉柄和萼片刺進行了QTL定位，其中莖刺在第3、4、5、6和8染色體上定位到5個相關QTLs，葉片、葉柄和萼片刺分別在第9、1和12染色體上各定位到了1個QTL。

　　基于QLT的定位區(qū)間，研究者找到了兩個WUSCHEL（WUS）相關基因SEML_012g394430和SEML_012g394440做為控制茄子萼片刺發(fā)育的候選基因。研究者比較了這兩個候選基因在雙親中的差異，發(fā)現(xiàn)SEML_012g394440基因在萼片無刺的親本中有一段22bp的缺失，此缺失區(qū)域位于內含子（18bp）和外顯子（4bp）之間，以上缺失可能導致不同的拼接模式進而導致萼片刺表型的差異。進一步r-PCR結果顯示在萼片有刺親本和F2子代中SEML_012g394440基因的表達量顯著高于萼片無刺親本和F2子代。以上研究為茄子植株刺相關性狀的遺傳和育種提供了理論基礎。