黄籽油菜高油积累“密码”揭示

科技日报讯 （记者俞慧友）记者3月10日从湖南农业大学获悉，该校农学院教授刘忠松团队联合国内外相关单位，历经20余年攻关，从分子水平揭示了黄籽油菜高油积累的“底层逻辑”，并根据基因演变过程阐明了我国西南地区是这类油菜的单一起源地。相关成果日前在线发表在国际学术期刊《美国科学院院报》上。

油菜种子颜色多为黑色或褐色，但芥菜型油菜、白菜型油菜和埃塞俄比亚芥中却存在自然变异的黄色种子，即黄籽。由于黄籽油菜的含油量显著高于黑籽或褐籽油菜，因此黄籽油菜育种已成为全球油菜育种的重要研究方向。但长期以来，业界尚不完全清楚黄籽油菜形成的分子机制及其高含油量的原因，也不清楚黄籽油菜的起源地和时间。

刘忠松团队对此展开了长达二十余年的研究。他们对芥菜型油菜地方品种四川黄籽、紫叶芥进行了全基因组T2T组装，并对包含芥菜型油菜在内的480份芥菜种质进行了重测序。在此基础上，团队通过全基因组关联分析和连锁作图，图位克隆出了芥菜型油菜黄籽调控基因TT8s，并证实该基因突变是导致黄籽油菜种皮不积累原花色素、种皮透明、种子呈现黄色胚的重要原因。

团队对全球1000余份种质的基因TT8s进行了变异分析，发现有14种不同变异类型。通过计算不同变异类型的出现时间，并结合其地理分布，他们进一步阐明了芥菜型黄籽油菜在大约2300年前起源于中国西南地区。

此外，团队还在多环境中种植了重测序的芥菜种质，测定它们的含油量、粒重和皮壳率等性状。通过全基因组关联分析，他们发现了另一个基因STKs，并证实它与基因TT8s协同调控了黄籽油菜的种子颜色、低皮壳率和高油分积累，进一步揭示了黄籽油菜高油积累的分子基础。

“种植一亩黄籽油菜，比种植黑籽油菜能多产油10—20公斤，对保障我国食用油安全具有重要意义。我们的研究发现有望为黄籽油菜新品种选育提供新的策略和基因资源。”团队成员、湖南农业大学教授钱论文说。