陕西
生菜过早抽薹属于典型不利农艺性状，不仅抑制植株营养生长、降低可采收生物量，还会严重破坏生菜商品品质、造成大幅减产，对生菜全产业链经济效益造成冲击，是当前蔬菜种植与种业发展的突出难题。深入解析生菜抽薹发育相关遗传因子与分子调控网络，能够为定向培育耐抽薹生菜新品种筑牢理论根基，助力蔬菜产业提质增效。
近日，德州学院生命科学学院青年教师孙培楠课题组联合河南农业大学园艺学院安光辉教授课题组在Horticulture Research杂志在线发表了OVATE family protein 6 interacts with CONSTANS-LIKE 3 to regulate bolting by transcriptional control of FLOWERING LOCUS T/TERMINAL FLOWER 1 family genes in lettuce的研究论文，揭示了LsOFP6-LsCOL3分子模块通过调控开花基因LsTSF1与LsTFL1的转录水平，进而介导生菜抽薹发育的遗传和分子机制。
研究团队通过杂交早、晚抽薹生菜构建遗传分离群体，经多代自交筛选获得由单基因调控早晚抽薹性状的家系，通过BSR-seq测序将调控抽薹的关键位点定位于2号染色体，利用分子标记进行图位克隆的，获得了获选基因LsOFP6。该基因编码的蛋白定位于细胞核。在早晚抽薹亲本中的LsOFP6的序列多态性分析发现，在晚抽薹亲本中LsOFP6等位基因存在一个无义突变，导致编码的蛋白结构域残缺，失去原有功能。时空表达分析显示LsOFP6在营养向生殖转换后持续上调、抽薹期表达最高，主要在叶片、茎尖、茎部表达。研究人员基于转基因敲除，遗传互补和过表达验证了LsOFP6的功能。
图1 LsOFP6基因的图位克隆、序列分析和表达模式分析
已知抽薹正向转录调控因子LsBLH2与负向转录调控因子LsKN1均可结合LsOFP6，并通过赤霉素信号通路发挥功能。本研究进一步表明，LsOFP6蛋白可与CONSTANS-LIKE 3（LsCOL3）直接发生互作。遗传分析表明，在Lsblh2Lskn1的遗传背景下，LsOFP6依赖LsCOL3通路调控抽薹。
图2 LsOFP6协同LsCOL3调控莴苣抽薹
研究进一步表明，LsOFP6行使转录因子辅助因子的功能。LsCOL3会直接结合开花相关基因LsTSF1与LsTFL1的启动子以抑制抽薹：下调LsTSF1表达、上调LsTFL1表达。而LsOFP6能够拮抗LsCOL3的调控作用，通过削弱LsCOL3对两个靶基因的调控效果促进植株抽薹。因此，LsOFP6功能丧失后，植株体内LsTSF1表达下降、LsTFL1表达上升，最终表现出晚抽薹表型。
图3 LsOFP6-LsCOL3分子模块通过调控开花基因LsTSF1与LsTFL1的转录水平调控生菜抽薹
河南农业大学安光辉教授为改论文的第一作者，德州学院生命科学学院青年教师孙培楠和河南农业大学园艺学院青年教师王永、安光辉教授为该论文的共同通讯作者。河南农业大学杨路明教授提供了宝贵的指导意见。本研究获河南省高等学校重点科研项目、山东省自然科学基金、国家自然科学基金、河南省自然科学基金的资助。
https://doi.org/10.1093/hr/uhag225
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