技术突破 | 华中农业大学团队联合崖州湾国家实验室揭示油菜脂肪酸组成的遗传基础

【来源：武汉科技创新】

甘蓝型油菜是一种被广泛种植于世界各地的油料作物。三酰甘油是油菜种子中油的主要储存形式，其由甘油骨架和脂肪酸链组成。各类脂肪酸组分比例直接影响菜籽油的营养品质与经济价值。尽管人们对油菜脂肪酸遗传调控机制已有基础认知，但在挖掘影响脂肪酸组分的新基因、构建其调控关系网络方面，仍需进一步研究和探索。

近日，华中农业大学油菜团队联合崖州湾国家实验室在Genome Biology上发表了题为“Integrative omics analysis reveals the genetic basis of fatty acid composition in Brassica napus seeds”的研究论文，该研究通过多组学关联分析解析了甘蓝型油菜脂肪酸组成的遗传基础，克隆并验证了四个影响油菜脂肪酸组成的基因。

图1 脂肪酸全基因组关联分析及共定位QTL位点鉴定

该研究收集了来自武汉、鄂州、成都，合肥、昆明和兰州六个地点505份甘蓝型油菜自然群体的7种油菜种子脂肪酸组分数据。通过全基因组关联分析（GWAS）共鉴定到7个稳定存在的影响脂肪酸组分的QTL位点（图1），并且通过全转录组关联分析（TWAS）鉴定到3295个与脂肪酸显著关联的基因。

图2 候选基因在油菜中功能鉴定

基于GWAS、TWAS、POCKET算法及种子发育动态表达谱，预测出6个可能影响油菜脂肪酸组成的基因作为候选基因。经实验验证，其中四个基因（BnaA09.PYRD、BnaA08.PSK1、BnaA08.SWI3和BnaC02.LTP15）正向调控油酸含量并负向调控芥酸含量（图2）。

图3 候选基因在油菜育种潜力中的应用

此外，研究发现四个功能基因的最优单倍型在育种进程中的动态选择存在差异。其中BnaA09.PYRD、BnaA08.SWI3和BnaC02.LTP15这3个基因的最优单倍型已经被主动用于脂肪酸定向改良，而BnaA08.PSK1最优单倍型在历史育种中未出现显著变化，其育种潜力尚未释放，可能成为未来突破高油酸低芥酸品种的新靶点（图3）。

综上，该研究为深入了解植物油脂生物合成过程提供了遗传基础，也为油菜品种脂肪酸改良、成果转化及分子标记育种提供了理论基础和丰富的基因资源。

崖州湾国家实验室博士后张宇婷和崖州湾国家实验室博士后刘云豪为本文的共同第一作者，华中农业大学赵虎研究员、崖州湾国家实验室博士后沈文浩、华中农业大学/崖州湾国家实验室郭亮教授为共同通讯作者。该研究得到了农业生物育种国家科技重大专项、国家自然科学基金项目、湖北洪山实验室基金与中央高校基本业务经费等项目的资助。

来源 | 华中农业大学新闻网

出品 | 武汉市科技创新局

【原创内容如需转载，请留言或致电027-82842276】

声明：此文版权归原作者所有，若有来源错误或者侵犯您的合法权益，您可通过邮箱与我们取得联系，我们将及时进行处理。邮箱地址：jpbl@jp.jiupainews.com