甘蓝型油菜半矮杆基因BnA3.dwf的克隆和功能研究

倒伏是油菜生长后期普遍存在的现象，导致油菜减产10-30%。降低株高、改良株型是提高油菜抗倒伏性的重要途径，然而目前在油菜中缺乏具有育种价值的矮源，而且油菜株高形成的分子机理研究也较为薄弱。本研究室从EMS诱变的突变体库中筛选获得了新型甘蓝型油菜半矮杆突变体BnA3.dwf，遗传分析表明BnA3.dwf的半矮杆性状受单个隐性基因控制，利用分子标记我们将该基因定位在A3染色体。本项目拟在此研究基础之上，利用图位克隆的方法分离半矮杆基因BnA3.dwf，并采用转基因、亚细胞定位、酵母双杂交和RNA测序等技术对BnA3.dwf基因的功能及其调控的代谢路径进行剖析，从而揭示BnA3.dwf半矮杆性状形成的分子机理。本项目的研究成果将为油菜的株型改良提供重要的理论依据。

倒伏是油菜生产上普遍存在的现象，容易导致严重的减产和品质下降。通过降低株高改良株型是克服油菜倒伏的重要途径。但是在油菜中缺少具有育种价值的矮源，而且油菜矮杆形成的分子机制研究也比较薄弱。针对这一研究现状本项目以新型的甘蓝型油菜半矮杆突变体BnA3.dwarf（EMS诱变获得）为研究材料，展开了株高形态学构成因子和激素反应的研究以及半矮杆基因的精细定位和图位克隆研究。结果表明，该突变体株高的降低主要是由于第一分枝高度、主花序长度及节间长度的显著减小导致的。遗传分析表明其矮杆表型受一对不完全显性基因BnA3.dwarf控制。激素实验的结果显示，BnA3.dwarf矮杆表型可能与油菜素内酯以及赤霉素的合成和信号转导途径无关。利用SSR标记，我们首先将BnA3.dwf基因初步定位在甘蓝型油菜的A3染色体上1,346kb的区间内，该区段与白菜A3染色体具有很好的共线性。通过该区段内SSR标记的开发，BnA3.dwf基因被进一步定位在312kb的区段内。利用双亲和突变体原始材料的基因组重测序结果，我们在该区段内鉴定了大量的SNP和InDel位点，并将其中部分位点转化为基于PCR检测的分子标记。目前，BnA3.dwf基因被定位在snp_ORF19和snp_ORF14之间，该区段对应甘蓝型油菜基因组14kb的范围，其中包含了3个候选基因。我们将对该区段进行测序，分离可能造成矮杆性状的功能突变位点。本研究结果将推动BnA3.dwf矮杆性状的分子机理研究，有利于油菜的株型改良。