甘蓝型油菜（Brassica napus L.）是我国重要的油料作物，在国民经济和人民生产生活中具有十分突出的地位。日前，油菜资源团队钱伟教授通过多组学联合分析挖掘到多个控制油菜产油量性状的关键新基因。
该团队在The Crop Journal在线发表题为“Identification of a candidate QTG for seed number per silique by integrating QTL mapping and RNA-seq in Brassica napus L.”的研究论文中，发现受精后14天的种子败育是一份粒数达40粒和一份粒数仅10粒的种质资源每角果粒数差异形成的原因。利用两亲本衍生而来的DH群体进行QTL检测，在C09染色体检测到一个主效位点qSNPS.C09，可解释28.77%~60.64%的表型变异。通过BSA分析和转录组分析，在qSNPS.C09区间内挖掘到一个差异表达基因BnaC09g45400D（BnaC09.APT5）。该基因启动子区48 bp的插入序列，导致该基因在多粒和少粒材料授粉后14 天的角果中差异表达，并引起每角果粒数的不同。转录组分析结果表明，该基因可能通过细胞分裂素相关的代谢途径调控每角果粒数。该研究不仅加深了我们对油菜每角果粒数调控分子机理的理解，而且为油菜高产育种提供了新的目标基因。
图1 多粒和少粒亲本每角果粒数表型
图2 每角果粒数候选基因BnaC09.APT5的筛选及验证
很多农艺性状是由多基因控制的数量性状，但只有少数控制性状的基因被挖掘出，大量的基因还停留在遗传定位阶段。基于控制相同性状的基因具有相似的表达特征，并且在不同物种中具有一定的保守性，油菜资源团队提出了一种快速筛选QTL区间内候选基因新方法。他们利用一套油菜基因表达谱数据，将收集来自不同物种的已知基因对应到油菜同源基因，作为“诱饵”，与QTL区间内的基因进行共表达分析，“钓取”QTL区间内的候选基因，并利用模式植物进行功能验证。油菜资源团队利用该方法挖掘出了一批油菜含油量和粒重候选基因，相关结果分别发表在Journal of Experimental Botany及The Crop Journal上。
相关文章及其链接：
1. Shuangshuang Xin, Hongli Dong, Yixin Cui, Yilin Liu, Guifu Tian, Nanxi Deng, Huafang Wan, Zhi Liu, Xiaorong Li, Wei Qian*, Identification of a candidate QTG for seed number per silique by integrating QTL mapping and RNA- seq in Brassica napus L., The Crop Journal, https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2214514122001829
2. Hongli Dong, Lei Yang, Yilin Liu, Guifu Tian, Huan Tang, Shuangshuang Xin, Yixin Cui, Qing Xiong, Huafang Wan, Zhi Liu, Christian Jung, Wei Qian*. Detection of new candidate genes controlling seed weight by integrating gene coexpression analysis and QTL mapping in Brassica napus L., The Crop Journal. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2214514122002240
3. Cui Y, Zeng X, Xiong Q, Wei D, Liao J, Xu Y, Chen G, Zhou Y, Dong H, Wan H, Liu Z, Li J, Guo L, Jung C, He Y*, Qian W*. Combining quantitative trait locus and co-expression analysis allowed identification of new candidates for oil accumulation in rapeseed. J Exp Bot. 2021 Feb 27;72(5):1649-1660. https://academic.oup.com/jxb/article/72/5/1649/6009584
图3 油菜含油量基因共表达网络及核心模块