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为探究结构变异（SVs）对油菜农艺性状的影响，浙江大学等机构的研究人员开展了油菜基因组 SVs 研究。他们鉴定出与花序发育相关的 SVs，发现 BnaC3.<\sup>LEAFY 内含子 2 变异可调控开花时间，这为优化油菜农艺性状提供了新途径。
在农业生产的大舞台上，油菜（Brassica napus）可是一位 “重量级选手”。它作为世界第二大植物油来源，为全球的餐桌贡献着不可或缺的能量。然而，在油菜的遗传密码中，仍有许多奥秘等待解锁。以往，大量研究聚焦于单核苷酸多态性（SNPs），但对于结构变异（SVs）的研究却相对匮乏，尤其是在像油菜这样的异源四倍体作物中。而 SVs 对于优化油菜的农艺性状，比如花序形成和开花时间，至关重要。这些性状直接关系到油菜的繁殖与产量，影响着全球的农业经济。因此，深入了解油菜基因组中的 SVs，成为了农业科研领域亟待攻克的难题。
为了解开这一谜题，浙江大学作物科学研究所联合多个研究机构的科研人员，踏上了探索之旅。他们的研究成果发表在《Plant Communications》杂志上，为油菜的遗传改良带来了新的曙光。
在这项研究中，科研人员运用了多种关键技术方法。他们对 300 份核心油菜种质进行重测序，并与参考基因组中双 11（ZS11）进行比较分析，以此来识别 SVs。同时，利用混合线性模型进行基于结构变异的全基因组关联研究（SV-GWAS），定位与花序发育相关的 SVs。此外，通过实时荧光定量 PCR（RT-qPCR）检测基因表达水平，借助转录组分析和 DNA 亲和纯化测序（DAP-seq）挖掘基因调控网络，还运用 CRISPR
/Cas9 基因编辑技术验证基因功能。
研究结果如下：
- 油菜 SVs 的特征：科研人员通过重测序数据分析，共鉴定出 42384 个高质量的 SVs，包括缺失（DEL）、插入（INS）、重复（DUP）和倒位（INV）。这些 SVs 大小差异显著，分布也不均匀，A 染色体上的密度高于 C 染色体。
- 与花序发育相关的 SVs：利用 SV-GWAS，研究人员找到了 7 个与花序发育相关的 SVs，命名为 qVIF 位点。其中，两个位于 BnaC3.<\sup>LEAFY 附近的 SVs 引起了他们的注意，这两个 SVs 在半冬性生态型中存在，而在冬性和春性生态型中缺失。
- BnaC3.<\sup>LEAFY 的功能验证：RT-qPCR 分析显示，携带特定 SVs 的 BnaC3.<\sup>LEAFY Hap1 单倍型材料表达量更高，开花时间更早。转录组分析进一步揭示了不同单倍型材料间基因表达的差异，以及这些差异基因参与的生物学过程。
- BnaC3.<\sup>LEAFY 内含子 2 的作用：通过对 BnaC3.<\sup>LEAFY 两个单倍型的序列分析，发现内含子 2（I2）区域存在差异。利用 CRISPR/Cas9 技术删除 I2 后，植株的 BnaC3.<\sup>LEAFY 表达量降低，开花延迟，这表明 I2 在调控基因活性和开花时间方面起着关键作用。
- BnaC3.<\sup>LEAFY 的下游调控网络：结合 DAP-seq 和转录组数据分析，研究人员构建了 BnaC3.<\sup>LEAFY 的剂量依赖调控网络，鉴定出其直接靶基因和潜在的下游基因。
- 保守区域在拟南芥中的验证：研究人员在拟南芥中对 BnaC3.<\sup>LEAFY 的保守区域进行靶向缺失，发现这些区域的缺失会影响 AtLFY 的表达，进一步证实了这些区域在调控开花时间方面的重要性。
研究结论和讨论部分指出，该研究发现了 BnaC3.<\sup>LEAFY 内含子 2 中的 SVs 是调控油菜花序发育和开花时间的新位点。这一发现不仅揭示了 I2 在 LFY 基因中的重要调控作用，还表明其在进化上的保守性。利用这些研究成果，有望通过操纵 BnaC3.<\sup>LEAFY Hap1 来培育更适应不同环境的早熟油菜品种。这为作物遗传改良提供了新的理论依据和实践方向，在全球气候变化和粮食安全的大背景下，具有重要的科学意义和应用价值。
