浙江大学蒋立希团队揭示了油菜叶表蜡质形成的分子基础

近日，Journal of Experimental Botany在线发表了浙江大学蒋立希教授团队题为“Genome-wide-association study and transcriptome analysis reveal the genetic basis controlling the formation of leaf wax in Brassica napus”的研究论文，该论文揭示了油菜苗期叶片上蜡质形成的分子基础。

叶表蜡质能有效地抵御生物与非生物逆境的胁迫。研究发现，油菜叶表蜡质层能减轻苗期菌核病侵害，平行接种菌核病原36个小时后，高蜡质叶片菌核病侵染病斑面积仅是低蜡（或无蜡）叶片的病斑面积的5-10%左右；高强度的光照能有效地诱导叶表蜡质合成基因的表达与蜡质的合成。通过全基因组关联分析、转录组分析、选择性清除分析等一系列的交叉分析，研究人员鉴定到了7个调控叶表蜡质形成的关键候选基因，并从候选基因中选择了BnaA02.LOX4、BnaCnn.CER1、BnaA02-CER3、BnaC02.CER3和BnaA01.CER4等5个基因，进行等位基因以及各单倍型所对应的叶表蜡质表型分析，研究结果丰富了人们对油菜叶表蜡质形成的认知，并为分子育种提供了可靠的基因资源。

审稿过程中，编辑提出了一个很有趣的问题：为什么来自欧洲高纬度地域（比如德国和瑞典）的油菜品种其叶表蜡质层很厚，而来自亚洲地区（比如中国和巴基斯坦）的油菜品种叶表蜡质很薄（或者几乎没有）？难道不是亚洲地区比高纬度的北欧国家更靠近赤道，光照更加强烈吗？这似乎与上述高强度的光照强度诱发叶表蜡质形成的结果是相矛盾的。研究团队的解释是：蜡质的主要功能之一是防止水分的丢失（抗旱），高强度的光照能引起更强的水分蒸腾，引而能诱导叶表蜡质的形成；同理，欧洲高纬度地区冬季寒冷且干燥，因而，油菜在进化过程中为了与环境相适应，形成了较厚的蜡质层；亚洲（比如中国长江流域）冬季相对温暖、湿润，因此油菜在进化过程中没有形成叶表蜡质来保持水分。

该研究由国家重点研发项目（2022YFD1200400-04）资助，浙江大学硕士研究生龙正标为第一作者。

原文链接：

https://doi.org/10.1093/jxb/erad047

转自：“植物生物技术Pbj”微信公众号

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