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基于转录组分析鉴定甘蓝型油菜开花候选基因以及BnaCOR27功能验证
王晨, 贺丹, 姚敏, 邱萍, 何昕, 熊兴华, 康雷, 刘忠松, 钱论文
作物学报    2025, 51 (10): 2693-2704.   DOI: 10.3724/SP.J.1006.2025.55008
摘要   (142 HTML23 PDF(pc) (8838KB)(53)  

开花是高等植物从营养生长到生殖生长的一个重要阶段, 影响生物量和种子产量。为了揭示甘蓝型油菜春化的调控网络以及挖掘重要候选基因, 本研究对7个甘蓝型油菜品种春化前后的叶片转录组数据进行分析, 鉴定出1305个差异表达基因, 其中上调基因有554个, 下调基因有751个。GO富集分析发现, 差异基因主要富集在春化途径、光周期途径、昼夜节律、花发育以及冷响应等生物学过程中, 进一步分析发现96个开花基因存在差异表达, 包括BnaVIN3BnaFLCBnaCOR27等基因。此外, 全基因组关联分析鉴定BnaCOR27-C04与开花时间显著关联, 结合加权基因共表达网络分析, 发现BnaCOR27BnaFLCBnaFTBnaVIN3等基因直接相连形成潜在的网络调控甘蓝型油菜开花时间。进一步利用CRISPR/CAS9基因编辑技术对BnaCOR27进行敲除, 通过对T3代转基因植株表型分析, 发现敲除突变体株系表现出早花表型。这一结果能对已有的甘蓝型油菜开花研究进行补充和丰富, 为进一步改良开花性状提供遗传基础。



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图6 转基因植株靶点突变序列分析及开花表型
A: BnaCOR27在A09染色体的敲除载体以及靶点突变情况示意图; B: BnaCOR27在C09染色体的敲除载体以及靶点突变情况示意图; C: 敲除突变体植株CAS:BnaCOR27-T3及对照植株ZS6开花时间表型图片; D: 敲除突变株系CAS:BnaCOR27-T3及对照植株ZS6开花时间柱状图; **: P < 0.01。在A09染色体上出现大片段缺失, C09染色体上插入单碱基。敲除突变体植株CAS:BnaCOR27-T3相较于对照植株ZS6开花时间提前约6.54 d。ZS6: 中双6号。标尺为5 cm。
正文中引用本图/表的段落
为了研究BnaCOR27基因对开花表型的影响, 提取T3代敲除植株的DNA, 设计特异引物扩增BnaCOR27序列, PCR扩增后测序, 发现CAS:BnaCOR27-T3株系在A09染色体的2个Target位点中间缺失117 bp (图6-A), 在C09染色体的第2 个Target位点插入一个碱基A (图6-B)。以ZS6为对照, 对CAS:BnaCOR27-T3的花期进行记录, CAS:BnaCOR27-T3植株表现出早花表型(图6-C), ZS6开花时间为87.40 d, CAS:BnaCOR27-T3植株开花时间为80.86 d, 比ZS6提前约6.54 d (图6-D)。这表明BnaCOR27基因影响甘蓝型油菜的开花时间。
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