Hortic Res | 培育無籽葡萄的候選基因VvINO在葡萄種子形成中的作用機制

2021-02-23 園藝研究

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無籽葡萄的培育是鮮食葡萄育種的重要方向之一，但目前市場上的無籽葡萄品種並不常見。近日，Horticulture Research在線發表了由義大利巴裡大學，維羅納大學及美國加利福尼亞大學的多個研究團隊合作的題為Functional conservation of the grapevine candidate gene INNER NO OUTER for ovule development and seed formation的研究論文。

作者首先對葡萄YABBF家族基因進行了系統進化分析，並依sNCGGa制定的葡萄基因命名系統對7個葡萄YABBF家族成員進行了命名。在進行基因家族分析時，發現VvINO與AtINO同源性很高，而已有的研究表明AtINO與胚珠發育相關，由此推測VvINO可能也參與了胚珠發育及種子形成。

繼而在物種水平上對INO進行了系統進化分析，結果表明它在物種水平上的系統進化關係與珠被數目沒有相關性。於是作者從『義大利』葡萄的花中克隆了VvINO基因，但克隆到了兩個VvINO基因：VvINO.1和VvINO.2，通過與參考基因組比對分析發現，VvINO.1和VvINO.2是由同一個基因轉錄產生，但不同的剪接方式導致了兩個不同轉錄本的形成。接著作者比較了VvINO.1和VvINO.2在無籽和有籽葡萄品種花及其它組織器官中的表達量，結果表明這兩個基因在有籽品種的花中的表達量高於無籽品種及其它組織器官，此結果進一步表明VvINO可能與種子發育及形成相關。最後作者在ino-1擬南芥中過表達VvINO.1和VvINO.2，結果發現它們都能回補ino-1胚珠發育缺陷的表型，在ino-1中VvINO.2能被剪接成VvINO.1的形式，這可能是生物體內一種「存諸備用mRNA」的機制。而且在有的回補株系中還表現出超野生型表型的現象

Fig. 4: Transgenic complementation experiments of A. thaliana ino-1 by VviINO.1 and VviINO.2 under the Arabidopsis promoter.

已有研究表明，無籽葡萄是由於VvAGL11的非同義突變產生的，但也有研究者對葡萄種子的鮮種進行了遺傳定位分析，他們報導的位點就包括VvINO基因，VvINO基因是一個非常重要的培育無籽葡萄的候選基因。

該研究驗證了VvINO在葡萄種子形成中的作用機制，研究結果表明VvINO是重要的培育無籽葡萄的候選基因，為培育無籽葡萄提供了理論基礎。

文章連結：

https://www.nature.com/articles/s41438-020-00388-9https://www.nature.com/articles/s41438-020-00362-5

About Horticulture Research

Horticulture Research 是由南京農業大學與自然出版集團（現Springer Nature）合作創辦的英文期刊，是Nature旗下唯一的園藝領域專刊。所有關於園藝作物的基礎和理論研究都可以投稿。Horticulture Research 科睿唯安JCR2019影響因子：5.404，位於園藝一區（第1/36名），植物科學一區（第16/234名），遺傳學一區（第24/177名）。2020年中科院期刊分區（基礎版）：位於園藝小類一區，植物科學小類一區，遺傳學小類一區，農林科學大類一區（Top期刊）。

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