蔬菜花卉所葫蘆科蔬菜遺傳育種創新團隊挖掘到調控黃瓜種子低溫萌發的新基因

      近日，中國農業科學院蔬菜花卉研究所葫蘆科蔬菜遺傳育種創新團隊在低溫脅迫下黃瓜種子萌發方面取得重要進展。通過GWAS挖掘到調控黃瓜種子低溫萌發的新位點，并對候選基因CsPPR進行功能驗證。相關研究結果以 “GWAS reveals novel loci and identifies a pentatricopeptide repeat-containing protein (CsPPR) that improves low temperature germination in cucumber” 為題發表于Frontiers in Plant Science上。

       黃瓜起源于熱帶地區，對低溫敏感。為了提早采收上市時間，黃瓜常在早春季節提早播種，但這一時期的低溫環境導致種子萌發困難，成為制約黃瓜生產的主要影響因子。本研究對來源于7個不同生態型的151份黃瓜核心種質進行兩年的發芽期耐低溫能力鑒定，以相對發芽率、相對發芽勢、相對發芽指數和相對胚根長度為評價指標進行耐低溫評價。通過聚類分析篩選出耐低溫種質17份。通過全基因組關聯分析多次重復檢測到三個穩定的位點：gLTG1.2, gLTG4.1, gLTG5.2，并確定了三個位點的候選基因。進一步將gLTG1.2的候選基因CsPPR轉化擬南芥；CsPPR過表達株系在低溫條件下的發芽率和存活率顯著提高，表明CsPPR正調控黃瓜種子低溫發芽。本研究將為黃瓜耐低溫機理研究及新品種選育提供參考。

圖1  調控黃瓜種子低溫萌發基因CsPPR的挖掘

圖2  CsPPR的功能驗證

      該論文以中國農業科學院蔬菜花卉研究所為第一和通訊作者單位，李彩霞博士研究生為第一作者，董邵云博士為共同一作，張圣平研究員和苗晗副研究員為共同通訊作者。該研究受到國家自然科學基金、現代農業產業技術體系、中國農業科學院創新工程等項目資助。

原文鏈接：https://doi.org/10.3389/fpls.2023.1116214

（宣傳信息員 董邵云）