油茶种子大小和含油量调控关键基因的鉴定及意义

《Plant Cell Reports》：Phenotype and transcriptome analysis identify the key genes controlling seed size and oil accumulation in oil-Camellia

研究人员培育油茶 F1群体并测序双亲转录组，鉴定出控制种子大小和油积累的关键基因，助力分子育种。

　　油茶是一种重要的产油树种，因其高营养价值和对健康有益而闻名。提高种子大小和含油量是油茶育种的关键目标，这受复杂的遗传网络控制。然而，油茶这些性状的分子机制鲜少被报道。在这项研究中，研究人员培育了一个 F₁群体，其双亲基因型分别为 CL4（六倍体，高油含量且种子大）和 XG（四倍体，低油含量且种子小），它们在产量相关性状上表现出显著差异。对 F₁群体后代进行倍性分析发现，大多数个体是四倍体和六倍体，还有少量二倍体和八倍体。此外，分析还鉴定出同时具有大种子和高油含量的后代个体，但未观察到与倍性有明显关联。对两个亲本在四个发育阶段的发育种子进行比较 RNA 测序（RNA seq），揭示了与种子大小和含油量相关的动态表达模式。脂肪酸生物合成通路的共表达调控网络和差异表达基因表明，诸如油质蛋白 5（Oleosin5）和乙酰辅酶 A 羧化酶 α 亚基（ACCase α-subunit）等基因在控制种子大小和含油量方面发挥核心作用，在 S3 和 S4 阶段有明显的表达峰值。此外，脱落酸（ABA）信号通路、扩张蛋白以及转录因子与这些基因共表达，表明存在一个以 Oleosin5 和 ACCase α-subunit 为中心的调控通路。这项研究鉴定出了与油籽产量性状相关的关键基因，增进了对油茶分子育种目标的理解。