中國農(nóng)大新聞網(wǎng)訊 5月7日，中國農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院林濤團隊聯(lián)合天津市農(nóng)業(yè)科學(xué)院花椰菜育種創(chuàng)新團隊與農(nóng)業(yè)基因組學(xué)孫德嶺和陳銳團隊，在國際著名期刊《自然·遺傳學(xué)》（Nature Genetics）上發(fā)表了花椰菜的最新科研成果《花椰菜基因組學(xué)揭示花球形成機制》（Genomic analyses reveal the stepwise domestication and genetic mechanism of curd biogenesis in cauliflower）。

 

　　花椰菜是非常獨特的、以花序分生組織為食的高附加值健康蔬菜，其膨大的花球富含抗癌活性物質(zhì)與多種營養(yǎng)成分，深受中西方消費者喜愛，全球產(chǎn)銷量逐年攀升。作為甘藍的一個亞種，花椰菜的馴化歷史較短（約2500年）、遺傳背景狹窄、種質(zhì)資源匱乏且利用率低，分子輔助育種技術(shù)應(yīng)用近乎空白。相對其他蔬菜作物，花椰菜的基礎(chǔ)研究薄弱，基因組學(xué)相關(guān)研究嚴(yán)重滯后。當(dāng)前，對花椰菜種群結(jié)構(gòu)、馴化歷史、花球形成和重要農(nóng)藝性狀調(diào)控機理的解析，是該物種亟待解決的重要科學(xué)問題。因此，基于多組學(xué)大數(shù)據(jù)技術(shù)開展花椰菜群體遺傳學(xué)研究，揭示其馴化與分化歷程，解析花球形成與重要農(nóng)藝性狀的分子調(diào)控機制，對推動花椰菜育種技術(shù)體系迭代與理解花器官特化發(fā)育具有重要意義。

 

　　為揭示花椰菜的復(fù)雜馴化歷史和挖掘重要農(nóng)藝性狀的基因，研究團隊更新了花椰菜C-8參考基因組V2，并收集了目前世界上類型最全（971）的花椰菜種質(zhì)資源（近緣種和栽培種），構(gòu)建了世界上第一張花椰菜全基因組變異組圖譜；利用基因組大數(shù)據(jù)詳細劃分了花椰菜種群結(jié)構(gòu)，揭示了花椰菜經(jīng)歷單向的逐步馴化歷程：無花球（Curdless）形成綠色花球（Green-curd）的Curd-emergence階段，以及進一步馴化為白色花球（White-curd）的Curd-improvement階段，并發(fā)現(xiàn)花球形成過程可能與多種信號途徑和環(huán)境因子密切相關(guān)；通過表型精準(zhǔn)鑒定和全基因組關(guān)聯(lián)分析獲得了一批與花椰菜生物量、花球?qū)傩浴⒁约翱共⌒缘戎匾r(nóng)藝性狀相關(guān)的候選基因和位點，其中分子生物學(xué)和遺傳學(xué)等試驗證明鋅指蛋白（ BOB06G135460 ）通過影響莖部薄壁皮層細胞大小正向調(diào)控植株生物量，這一研究結(jié)果為花椰菜宜機化采收與增產(chǎn)定向育種提供了重要基因資源。

 

　　綜上所述，這項研究依托豐富的花椰菜種質(zhì)資源，建立了涵蓋海量分子標(biāo)記的組學(xué)數(shù)據(jù)庫，初步闡明了花椰菜馴化歷程與花球形成分子機制，為花器官發(fā)育、花序分生組織特化、花形態(tài)建成等基礎(chǔ)研究領(lǐng)域提供了重要線索。該項目研究成果不僅填補了花椰菜基礎(chǔ)研究領(lǐng)域的多項空白，還在花椰菜種質(zhì)資源利用、良種創(chuàng)制與種源自主可控方面具有重要的實際應(yīng)用價值。

 

　　天津市農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物所陳銳研究員、中國農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院聯(lián)培博士研究生陳克、天津市農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜所姚星偉研究員、張小麗副研究員為論文共同第一作者；天津市農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜所孫德嶺研究員、中國農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院林濤教授、天津市農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物所陳銳研究員為論文共同通訊作者。