茶樹是以收獲新梢為主的葉用經(jīng)濟(jì)作物，茶芽大小不僅直接影響鮮葉的產(chǎn)量和品質(zhì)，還與茶類適制性密切相關(guān)。解析茶樹芽大小的遺傳調(diào)控機(jī)制，有助于改良茶樹品種、提高茶葉產(chǎn)量。
該項(xiàng)成果登上《園藝學(xué)研究》封面。中國農(nóng)科院茶葉所供圖
近日，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院茶葉研究所種質(zhì)資源創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)基于多組學(xué)技術(shù)鑒定了調(diào)控茶芽大小的關(guān)鍵基因CsKNOX6。相關(guān)研究成果在《園藝學(xué)研究》（Horticulture Research）上以封面論文形式發(fā)表。
研究基于便攜式掃描儀對280份代表性茶樹種質(zhì)資源一芽二葉期的頂芽進(jìn)行圖像采集，利用圖像處理技術(shù)對芽大小表型進(jìn)行鑒定。遺傳多樣性分析表明，茶芽長度、寬度、周長及面積均呈正態(tài)分布，在自然群體中存在顯著變異。
通過表型極端材料的比較轉(zhuǎn)錄組分析發(fā)現(xiàn)，4個KNOX基因的表達(dá)水平與茶芽大小呈現(xiàn)顯著負(fù)相關(guān)。進(jìn)一步全基因組關(guān)聯(lián)分析（GWAS）證實(shí)，CsKNOX6為關(guān)鍵候選基因。
該基因定位于細(xì)胞核中，擬南芥異源轉(zhuǎn)化驗(yàn)證表明，CsKNOX6過表達(dá)植株葉片面積顯著減小，證明了其為抑制芽生長的關(guān)鍵調(diào)控基因。該研究深化了KNOX基因家族在茶樹中的功能認(rèn)知，為解析茶芽發(fā)育的遺傳調(diào)控網(wǎng)絡(luò)提供了理論依據(jù)。
茶葉所碩士生張舒然和博士后陳思為該論文的共同第一作者，副研究員陳杰丹、研究員陳亮，以及廣西南亞熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所研究員陳遠(yuǎn)權(quán)為論文通訊作者。該研究工作得到了國家自然科學(xué)基金、廣西重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系等項(xiàng)目的資助。
相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1093/hr/uhaf051
