硫代葡萄糖苷（硫苷）是一類含硫和氮的次生代謝產(chǎn)物，主要存在于白花菜目植物中，包括蕓薹科作物白菜、甘藍(lán)、油菜和模式植物擬南芥，對(duì)植物抵御病蟲害有重要作用，其中一些硫苷種類可以產(chǎn)生具有抗癌效果的活性物質(zhì)。研究油菜營(yíng)養(yǎng)體硫苷含量的遺傳基礎(chǔ)，對(duì)選育種子低硫苷和營(yíng)養(yǎng)體高硫苷油菜品種，進(jìn)而提高油菜抗病蟲害能力具有重要意義。

華中農(nóng)業(yè)大學(xué)作物遺傳改良國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室油菜團(tuán)隊(duì)周永明課題組通過(guò)全基因組關(guān)聯(lián)分析發(fā)現(xiàn)調(diào)控油菜營(yíng)養(yǎng)體硫苷含量的重要基因。通過(guò)對(duì)366份油菜品系的葉片硫苷含量的測(cè)定，發(fā)現(xiàn)葉片硫苷含量與種子硫苷含量呈顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)達(dá)0.79。隨后通過(guò)全基因組關(guān)聯(lián)分析鑒定到78個(gè)位點(diǎn)與硫苷相關(guān)性狀有關(guān)，其中包含5個(gè)共同調(diào)控葉片及種子硫苷含量的位點(diǎn)以及11個(gè)組織特異位點(diǎn)，并鑒定到硫苷合成代謝途徑上的36個(gè)候選基因，表明有可能通過(guò)不同的基因分別調(diào)控種子和葉片中的硫苷含量。通過(guò)基因序列多態(tài)性分析和基因表達(dá)分析，研究者發(fā)現(xiàn)一個(gè)與擬南芥MYB28轉(zhuǎn)錄因子同源的候選基因BnaA03g40190D，該基因位點(diǎn)的變異在種子低硫苷群體中，可解釋葉片硫苷含量30.62%的變異。更重要的是，該基因在油菜低硫苷品質(zhì)改良過(guò)程中并未受到人工選擇，進(jìn)而在低硫苷的品種中保留下來(lái)。這也是首個(gè)在低硫苷油菜品種中發(fā)現(xiàn)的維持營(yíng)養(yǎng)體適當(dāng)硫苷水平的基因位點(diǎn)，為選育種子低硫苷和葉片高硫苷的油菜品種提供了有價(jià)值的資源。該研究有助于全面了解葉片及種子硫苷含量變異的遺傳基礎(chǔ)，從而為建立有效的種子低硫苷和葉片高硫苷油菜品種選育途徑奠定基礎(chǔ)。

相關(guān)研究成果，于2019年12月10日在線發(fā)表在《Plant Biotechnology Journal》雜志上。