New Phytologist|河南农业大学硕士生以第一作者在一区Top期刊上发表研究成果

       近日，河南农业大学安光辉教授团队在莴苣抽薹机制研究及耐抽薹莴苣种质创制方面取得了重要进展。相关研究成果以“LsKN1 and LsOFP6 synergistically regulate the bolting time by modulating the gibberellin pathway in lettuce”为题，发表在国际著名学术期刊New Phytologist（中科院一区Top期刊）。该论文通过正向遗传学成功定位克隆了莴苣抽薹主效基因LsKN1，揭示了LsKN1和LsOFP6协同调控内源赤霉素的合成和响应，进而调控莴苣抽薹的遗传和分子机制。        栽培莴苣，包括叶用莴苣（生菜、油麦菜）和茎用莴苣（莴笋、贡菜）等。叶用莴苣过早抽薹会导致商品性丢失、大量减产和农民经济损失。挖掘莴苣抽薹调控基因有助于耐抽薹莴苣品种的培育和遗传改良。
        研究人员鉴定了大量的遗传群体表型，获得了由单基因控制早、晚抽薹性状的群体。BSA联合高通量测序分析表明该群体控制抽薹的基因位于7号染色体。通过图位克隆的方法获得了候选基因LsKN1，该基因编码一个KNOX家族的转录因子。分析LsKN1基因在早、晚抽薹个体和亲本中的基因序列发现：LsKN1基因在晚抽薹个体和亲本中存在一个长度为3935-bp的CACTA-like转座子插入，该插入会激活LsKN1基因的表达，将激活型等位基因命名为LsKN1^TP。该插入变异与华中农业大学匡汉晖教授团队在2020年发表的关于莴苣结球的文章一致（Yu et al., 2020, PNAS）。但在本研究中，LsKN1^TP个体并未表现出结球，表明LsKN1^TP基因具有“一因多效”的功能。        进一步研究表明，LsKN1^TP转录因子直接结合在赤霉素合成基因LsGA20ox1以及赤霉素响应基因LsRGA1的启动子上，并分别下调和上调LsGA20ox1和LsRGA1基因。有趣的是，LsRGA1编码的DELLA蛋白与LsKN1^TP蛋白互作，进一步增强LsKN1^TP对LsGA20ox1基因的转录抑制。
       研究人员利用酵母双杂系统挖掘了LsKN1^TP的互作蛋白，发现了一个Ovate family protein（OFP）家族的转录辅助因子LsOFP6，LsOFP6蛋白与LsKN1^TP互作，并削弱LsKN1^TP对LsGA20ox1和LsRGA1基因的转录抑制和转录激活。LsOFP6基因主要在莴苣抽薹转变期表达，表明LsOFP6在抽薹转变期减弱了LsKN1^TP对赤霉素合成和响应的抑制，进而协助莴苣由营养生长转向生殖生长（抽薹）。        河南农业大学安光辉教授为论文通讯作者。湘湖实验室博士后戚烨通，华中农业大学博士研究生邵卫，和河南农业大学园艺学院硕士研究生陈浩宇为论文共同第一作者。匡汉晖教授团队在群体遗传和分子实验中提供了重要帮助。Temoor Ahmed在文章写作中提供了重要帮助。河南农大胡建斌教授，杨路明教授和孙守如教授提供了指导和宝贵意见。该工作得到了国家自然科学基金、河南省优秀青年基金、中国博士后面上项目等项目的资助。
       doi: 10.1111/nph.20307