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青藏高原及周邊高海拔地區(qū)種植的白菜型油菜的花在可見光下為黃色，但在紫外線下卻呈現(xiàn)大小不一的紫外靶心。近日，中國科學院昆明植物研究所研究團隊解析了白菜型油菜的花紫外靶心大小變異的生態(tài)效應和化學物質(zhì)基礎(chǔ)，利用多組學聯(lián)合分析定位了紫外靶心的關(guān)鍵基因并驗證了該基因的功能。野外觀察和控制放蜂實驗結(jié)果表明，具有較大紫外靶心的花在紫外線存在的環(huán)境中受到蜜蜂的偏好訪問，并產(chǎn)生了更多的種子。研究利用液相色譜—質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)，確定形成紫外靶心的化學物質(zhì)為黃酮醇。結(jié)合黃酮醇的合成通路，研究團隊基于轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)的加權(quán)基因共表達網(wǎng)絡分析和重測序數(shù)據(jù)的深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡預測，定位到bZIP16可能是導致不同紫外靶心大小花中黃酮醇含量差異的關(guān)鍵基因。在較大紫外靶心的植株中，bZIP16基因存在顯著的選擇性清除信號，表明較大的紫外靶心大小受到了強烈的正向選擇。在甘藍型油菜中過表達bZIP16后，花內(nèi)黃酮醇的含量顯著增加。結(jié)合擬南芥紫外靶心的研究結(jié)果，團隊通過煙草注射進一步證明BrobZIP16通過與BroMYB111互作調(diào)控了BroFLS的表達，進而調(diào)節(jié)了黃酮醇的合成。當前十字花科油料作物的育種方向主要集中在株型、角果性狀以及抗逆性等方面，紫外靶心是一個被忽視但能通過提高傳粉效率而增加種子產(chǎn)量的重要農(nóng)藝性狀。該研究為十字花科油料作物的分子育種提供了基因資源和育種方向。相關(guān)研究成果以Genetic basis of UV bullseye size variations in turnip rape (Brassica rapa?subsp.?oleifera）為題，發(fā)表在《植物生物技術(shù)雜志》（Plant Biotechnology Journal）上。論文鏈接青藏高原作物白菜型油菜的花特征變化研究取得進展