细胞壁转化酶调控番茄响应灰霉菌侵染的转录组分析

由死体营养型病菌(necrotrophic pathogen)灰葡萄孢菌(Botrytis cinerea)侵染引起的灰霉病是番茄生产上的常见病害,可导致番茄大面积减产甚至绝收。蔗糖分解代谢在植物抗病中发挥着重要作用,不仅可为植物防御反应提供碳骨架和能量,还可通过信号途径调控抗病基因的表达。研究表明,分解蔗糖的细胞壁转化酶(cell wall invertase,CWIN)可增强植物对死体营养型病害的抗性。然而,目前尚无CWIN对番茄灰霉病抗性影响的相关研究。本研究以CWIN活性上调的转基因番茄(RNAi/R)及野生型番茄(WT/W)为材料,对其叶片进行灰霉菌(Bc)离体接种,研究CWIN对番茄灰霉病抗性的影响,同时对接种后12、60 h的叶片进行取样,通过转录组测序初步阐明CWIN调控番茄灰霉病抗性的分子机制。结果表明:(1)提高番茄CWIN活性可增强番茄叶片对灰霉病菌的抗性。(2)KEGG注释表明,接种12 h的DEGs(W-Bc-12 h-vs-R-Bc-12 h)共获得5个显著性富集通路,包括次生代谢物生物合成(biosynthesis of secondary metabolites)、代谢途径(metabolic pathways)、DNA复制(DNA replication)、淀粉和蔗糖代谢(starch and sucrose metabolism)以及甾族化合物生物合成(steroid biosynthesis);接种60 h的DEGs(W-Bc-60 h-vs-R-Bc-60 h)则未发现显著性富集通路,表明接种早期是CWIN调控番茄抗病性的关键时期。(3)植物-病原菌互作图分析表明,参与超敏反应和防御相关基因诱导的富含亮氨酸重复(LRR)受体类丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶基因FLS2和热激蛋白基因HSP90在接种后的RNAi叶片中上调,其可能是CWIN增强番茄抗病性机制中的重要基因。(4)植物激素信号通路和MapMan作图分析表明,接种后RNAi番茄的抗病激素茉莉酸(JA)和乙烯(ET)信号途径上调,同时水杨酸(SA)信号途径减弱,表明其可能共同作用提高RNAi番茄的抗病性。此外,接种后RNAi番茄叶片的生长促进激素生长素(IAA)和细胞分裂素(CTK)信号途径增强,而衰老促进激素脱落酸(ABA)信号途径减弱,这样可以抑制病菌侵染期间细胞的死亡,从而阻止死体营养型病菌灰霉病菌从死亡寄主细胞上获得必要的养分用于侵染。此外,MapMan作图还揭示接种后RNAi番茄叶片在细胞壁增厚、蛋白水解、活性氧(氧化还原状态和过氧化物酶)、次生代谢物方面也得到极大的加强,这些途径均有助于提高番茄的抗病性。综上,提高CWIN活性可增强番茄灰霉病抗性,转录组分析不仅验证已有的CWIN抗病分子机制,如细胞壁加厚、活性氧积累和超敏反应(HR)、抗病激素积累(SA和JA/ET)、病程相关蛋白(如HSP和PR)和次生代谢物的合成(如植物毒素和多酚等)等,而且还挖掘出一些新的CWIN抗病机制,包括生长促进激素(IAA和CTK)和衰老促进激素(ABA)信号途径和蛋白水解途径。研究结果可为下一步利用基因工程、分子育种等现代生物技术手段提高番茄灰霉病抗性提供理论指导。

海州香薷(Elsholtzia haichowensis Sun)细胞壁转化酶基因启动子(EhcwINVP)的克隆及活性分析

以海州香薷基因组DNA为模板,通过hiTAIL-PCR和walking技术扩增得到其细胞壁转化酶基因启动子(Ehcw INVP)片段,长度为1727 bp。生物信息学分析结果表明,该启动子片段中含有多个对脱落酸、赤霉素、细胞分裂素等激素以及对干旱、低温、重金属铜等逆境胁迫响应相关的顺式作用元件。将通过克隆得到的Ehcw INVP序列替换p CAMBIA1301载体上驱动GUS报告基因表达的Ca MV35S启动子序列,构建Ehcw INVP融合GUS的植物表达载体Ehcw INVP::GUS。转基因拟南芥植株的组织化学分析结果表明,海州香薷细胞壁转化酶基因启动子序列具有驱动GUS基因表达的功能,且在10μmol/L铜胁迫下,转基因拟南芥植株叶和根中的GUS活性分别约是对照组的1.7倍和1.5倍。

海州香薷不同种群细胞壁转化酶蛋白结构与分子模拟对接

为研究铜胁迫下海州香薷(Elsholtzia haichowensis Sun)非矿区种群细胞壁转化酶(Eh Ncw INV)和矿区种群细胞壁转化酶(Eh Ccw INV)活性差异的机理,运用在线分析工具对细胞壁转化酶基因推导的氨基酸序列进行分析,利用SWISS-MODEL进行同源建模,并将细胞壁转化酶与蔗糖分子进行模拟对接。结果表明,海州香薷两个种群细胞壁转化酶蛋白质在443位点和538位点处存在氨基酸趋异位点,模拟的3D结构非常相似,仅在趋异位点Leu433/Pro433和Tyr538/His538处有差别。Eh Ncw INV、Eh Ccw INV和模拟突变体(Eh Ncw INV-L433P和Eh Ncw INV-Y538H)与蔗糖分子对接形成的催化活性中心构象基本一致,但在空间位置上存在细微差异,氨基酸趋异可能是造成两个种群细胞壁转化酶活性差异的原因之一。

甘蔗细胞壁转化酶基因(SoCIN1)克隆及其在转基因烟草中的表达特性分析

【目的】克隆甘蔗细胞壁转化酶基因(So CIN1)并分析其在转基因烟草植株中的表达特性,为研究CIN1基因功能提供参考。【方法】克隆So CIN1基因,利用基因重组技术构建植物正义表达载体p BI121-So CIN1,采用叶盘法经农杆菌EHA105介导将其转化烟草品种K346。经抗性筛选和PCR扩增验证后获得转So CIN1基因烟草植株,采用半定量PCR检测叶片So CIN1基因的表达量,并测定叶片可溶性糖含量、CIN活性及株高(以野生型烟草为对照)。【结果】克隆获得的So CIN1基因长度为1731 bp,与Gen Bank已公布的So CIN1基因(JQ312298)核苷酸序列同源性达100%,并通过构建其植物正义表达载体转化烟草。PCR扩增鉴定结果表明,So CIN1基因已整合至烟草基因组DNA。对F0和F1代进行转基因烟草连续筛选,获得4个转So CIN1基因烟草株系(T-1、T-2、T-3和T-4)。在4个株系的叶片中均检测到So CIN1基因的表达,其中以在T-1株系叶片中So CIN1基因表达量最高,其次是T-3株系,最低的是T-4株系。4个株系叶片的可溶性糖含量、CIN活性及株高均高于野生型烟草,其中CIN活性显著高于野生型烟草(P<0.05,下同),且T-1株系CIN活性高于其他3株系;T-1、T-2和T-3株系叶片可溶性糖含量分别显著高于野生型烟草39.68%、19.95%和31.15%;T-1、T-2、T-3和T-4株系的株高较野生型烟草分别提高了15.57%、2.90%、5.74%和5.22%,但仅T-1株系与野生型烟草存在极显著差异(P<0.01)。【结论】转So CIN1基因烟草叶片过表达So CIN1基因,能提高烟草的CIN活性和可溶性糖含量,促进植株生长,由此推测该基因在甘蔗生长发育和蔗糖积累过程发挥作用。

应用滤纸吸附-PCR法和改进的亚克隆方法快速筛选克隆甜橙细胞壁酸性转化酶基因(CS-CWI)

根据GenBank中已知的植物细胞壁转化酶基因的保守区序列设计一对PCR引物,分别以滤纸(吸附有甜橙基因组噬茵体文库LB平板的噬菌体)和Top agarose(滤纸吸附后的LB平板)的SM洗脱液为模板,仅通过7次PCR就快速、准确、经济地筛选出CSCWI阳性克隆。提取该阳性克隆的DNA并进行BamH Ⅰ和Hind Ⅲ双酶切,通过PCR方法鉴定阳性酶切条带并回收,利用Taq DNA聚合酶的聚合活性和3’末端转移酶活性,改变该片段使其含有3’腺苷酸(A)突出末端,与pUCm-T载体实现了高效连接。阳性噬菌斑克隆及阳性条带的正确性得到测序的验证,表明滤纸吸附-PCR法和改进的亚克隆方法可正确和高效地应用于PCR筛选文库和亚克隆。

细胞壁蔗糖转化酶活性上调对番茄果实和种子生长发育的不同影响

以T4代的转基因番茄为材料,研究细胞壁蔗糖转化酶(CWIN)活性上调对番茄果实和种子发育的不同影响。结果发现,CWIN活性上调增加了单果鲜重,但单果种子数量、发芽势和发芽率显著下降,表明CWIN在促进番茄果实生长发育的同时,抑制了种子的生长发育。进一步的生理生化指标测定表明,造成上述现象的可能原因有2个:(1)CWIN活性上调导致果实中储存的淀粉含量下降,同时己糖(葡萄糖和果糖)含量显著上升,表明转基因果实利用过剩光合产物所积累的淀粉的能力增强,从而可以利用的糖分增加,但这些糖分主要被用于果实的生长发育和果实己糖的积累,而不是用于种子生长发育。(2)CWIN活性上调还导致果实中的叶绿素含量下降,推测这可能会导致果实的光合作用下降,从而造成种子生长发育得不到充足的糖分供应,因而生长发育受到抑制。总之,CWIN活性上调可抑制种子发育和促进果实发育,这将为进一步提高番茄的产量和品质提供一种新的思路和方法。

慈竹细胞壁转化酶BeCWINV1的克隆、亚细胞定位和表达分析

细胞壁转化酶(CWINVs)是糖降解关键酶之一,在植物发育、同化物分配和调节库强等方面具有重要作用。为了探究慈竹中CWINVs基因的亚细胞定位和表达水平,本研究以慈竹转录组数据库为基础,从慈竹笋中克隆到BeCWINV1基因。其开放阅读框序列长度为1758 bp,编码585个氨基酸残基。序列比对和系统进化分析表明,BeCWINV1具有细胞壁转化酶特异的活性功能位点"WECPD",并与绿竹Boβfruct1、水稻CIN2、玉米INCW2亲缘关系较近,聚在一个CWINV分支上。将BeCWINV1-GFP融合载体瞬时转化洋葱表皮细胞的研究也证明了BeCWINV1定位在细胞壁上,表明其可能参与质外体空间蔗糖的水解。实时荧光定量PCR分析表明,BeCWINV1在慈竹茎杆中表达量显著高于其他部位;额外施加蔗糖对BeCWINV1表达没有明显影响,但糖供应受到限制时其表达被显著激活。这些结果表明,BeCWINV1参与慈竹茎杆韧皮部卸载,对逆境胁迫下维持细胞内糖浓度和库活性方面有重要的作用。

甘薯细胞壁蔗糖转化酶基因IbCWIN家族成员鉴定及表达分析

甘薯是重要的粮食、饲料、工业原料作物和新型的生物能源作物,细胞壁蔗糖转化酶是植物源、库组织蔗糖代谢的关键酶,但关于甘薯细胞壁蔗糖转化酶基因IbCWIN家族成员的研究尚未见报道。本研究测定供试品种不同组织部位的蔗糖淀粉含量,利用生物信息学方法对IbCWIN基因家族的理化性质、保守结构域、系统进化关系、启动子作用元件、组织特异性表达模式进行分析。结果表明,甘薯茎中蔗糖含量最高,须根和叶次之,块根最低;块根淀粉含量最高,极显著高于其他部位。甘薯中含有10个IbCWIN基因,编码氨基酸442~1115个,蛋白质分子量范围49.56~124.44kD,等电点为5.0~9.1。分布在8条染色体上,都含有Glyco_32保守结构域及相同或相似的保守基序motif,属于糖基水解酶基因家族GH32。IbCWIN与木薯MeCWINV同源性高,IbCWIN基因家族启动子区域含有多种类型的顺式作用元件。qRT-PCR结果表明,IbCWIN基因家族在甘薯不同组织中均有表达且有多种表达模式,其中IbCWIN2和IbCWIN9在块根中表达量显著高于其他组织部位。本研究为下一步探索甘薯IbCWIN基因家族的功能及调控甘薯源、库关系机制提供理论指导。

木薯细胞壁酸性转化酶MeCWINCV5基因启动子的克隆和序列分析

[目的]了解MeCWINCV5在植物生长发育、激素调节和逆境胁迫应答中的功能。[方法]采用PCR方法从木薯基因组中分离MeCWINCV5基因启动子序列,考察MeCWINCV5对植物生长发育、激素调节和逆境胁迫应答的影响。[结果]分析显示启动子的长度为1 170 bp,含有TATA box和CAAT box等多个典型的真核生物启动子基本元件元件,还存在大量逆境胁迫诱导相关的顺式调控元件,如HSE、MBS、SARE、GARE-motif和TATC-box等多个与植物逆境胁迫相关的元件。[结论]MeCWINCV5基因启动子与逆境胁迫有关,在木薯抵御逆境胁迫的生理过程中具有重要作用。

马铃薯细胞壁蔗糖转化酶基因StCWIN1启动子克隆与表达及其在干旱胁迫下的作用分析

植物细胞壁蔗糖转化酶(cell wall invertase,CWIN)是源、库组织蔗糖代谢及胁迫应答的关键酶。本研究利用基因步移法克隆马铃薯StCWIN1启动子片段,应用PlantCARE在线软件对启动子区域的作用元件进行分析,将融合StCWIN1启动子与GUS报告基因的表达载体转化拟南芥野生型,并利用组织化学染色和GUS实时定量PCR技术探究启动子表达活性、组织表达特性和响应干旱胁迫的表达规律。结果表明,克隆获得StCWIN1基因上游1956 bp启动子序列,其中包含核心调控、植物激素、防御及胁迫、光响应等关键元件;StCWIN1启动子在根、柱头和果荚组织中的表达活性高于其他组织;转StCWIN1启动子拟南芥株系叶片中GUS表达量高于野生型,且干旱胁迫显著抑制了GUS相对表达量。本研究克隆得到具有活性的StCWIN1启动子,基于研究结果推测目的基因可能参与根、花和果实等器官发育,对干旱胁迫也发挥应答调节作用。

灰霉病对番茄叶片蔗糖转化酶活性和可溶性糖含量的影响

研究灰霉病菌接种后番茄叶片中蔗糖转化酶介导的糖分代谢的变化规律及其与发病程度之间的相关性,初步阐明蔗糖转化酶在调控番茄-灰霉病菌互作中的重要作用。通过系统测定灰霉病菌接种后不同时期(0、12、24和48 h)番茄叶片中蔗糖转化酶活性、淀粉和可溶性糖含量、细胞死亡程度和H2O2积累的动态变化,结果发现,灰霉病菌接种导致番茄叶片细胞壁转化酶(CWIN)、细胞质转化酶(CIN)和液泡转化酶(VIN)活性显著上升,其中CWIN活性最先上升且上升幅度最大,其次为CIN,最后为VIN;同时,CWIN和CIN活性在接种早期(12和24 h)上升幅度较小,而在接种后期(48 h)上升幅度较大;霉病菌接种导致番茄叶片中淀粉含量和己糖/蔗糖显著降低,但对蔗糖、葡萄和果糖含量没有显著影响;灰霉病菌接种导致番茄叶片在接种早期(24 h)发生显著的细胞死亡和H2O2积累现象。总之,灰霉病菌接种导致3种转化酶活性显著上升,但由于其活性在接种早期上升幅度较小,其分解蔗糖产生的己糖(葡萄糖和果糖)不能满足植物防御反应的需要而出现己糖/蔗糖下降,这导致植物不能通过糖信号途径及时启动防御反应来有效清除H2O2并防止细胞死亡的发生,最终导致灰霉病的发生。

施氮量对两个粒型小麦品种籽粒胚乳细胞增殖及糖含量的影响

为了解小麦胚乳细胞增殖、糖代谢在粒型间的差异及氮营养的调控效应，2009—2010年度以大粒型品种郑育麦9987和小粒型品种郑麦004为材料，研究了施氮量对小麦籽粒胚乳细胞增殖、细胞壁转化酶活性及糖含量的影响。结果表明，郑育麦9987胚乳细胞数（11．92×10^5）较郑麦004（10．73×10^5）多11．1％。施氮量影响籽粒胚乳细胞数，其中郑育麦9987低氮处理（150kg·hm^-2）的胚乳细胞数目较高氮处理（300kg·hm^-2）增加29．1％，而郑麦004则表现为高氮处理较低氮处理增加44．7％。两品种籽粒细胞壁转化酶活性均于花后5～8d达到峰值，花后20d则降到较低水平；籽粒可溶性糖和蔗糖含量均随灌浆进程整体呈先上升后下降趋势，在花后25d有一个小波峰。增施氮肥可增加籽粒细胞壁转化酶活性，提高后期籽粒可溶性糖和蔗糖含量。表明增施氮肥有利于小麦籽粒胚乳细胞增殖、光合产物的积累与运转，从而提高了粒重。

灌浆结实期高温对水稻籽粒蔗糖及降解酶活性的影响

选用水稻品种越光和笹锦为材料,在开花后设置自然温度和高温两种处理,研究了不同温度处理下籽粒蔗糖、果糖和葡萄糖含量的动态变化以及蔗糖合酶、液泡型转化酶和细胞壁结合型转化酶活性的差异。高温处理下,蔗糖合酶活性值大于转化酶活性值,且与淀粉积累速率呈显著正相关,表明蔗糖合酶在蔗糖的分解和淀粉的合成过程中起着重要作用;高温下两品种籽粒的蔗糖含量明显增加,但分解的葡萄糖和果糖含量并未相应增加,表明高温有利于籽粒中蔗糖的积累,而不利于籽粒中蔗糖的分解。高温下蔗糖合酶、液泡型转化酶和细胞壁结合型转化酶活性明显下降,表明蔗糖分解速率的下降与蔗糖合酶和转化酶活性下降有关。

灌浆结实期弱光对水稻籽粒蔗糖及其降解酶活性的影响

选用IR72(籼稻)和日本晴(粳稻),在开花后遮光处理,对弱光条件下籽粒蔗糖含量的动态变化和降解酶的活性进行了研究。结果表明:两品种籽粒的蔗糖含量减少,蔗糖分解加快,蔗糖合成酶(SS)活性下降,液泡型转化酶(VCI)和细胞壁结合型转化酶(WCI)活性提高。即在弱光条件下,转化酶活性的提高加快了蔗糖的分解。相关分析表明,蔗糖合成酶活性、细胞壁结合型转化酶活性与淀粉积累速率显著正相关。说明这两种酶在蔗糖的分解和淀粉的合成过程中起着十分重要的作用。

木薯细胞壁酸性转化酶基因MeCWINV1启动子的克隆及其在烟草中的瞬时表达分析

为了解木薯细胞壁酸性转化酶基因Me CWINV1胁迫诱导模式及调控机制,本研究利用PCR的方法,从木薯基因组中分离到一段Me CWINV1基因启动子序列(Gen Bank登录号:KC465190)。分析结果显示,该启动子长度865 bp,含有TATA box和CAAT box保守元件,以及MBS、HSE、AT1等多个与植物逆境胁迫相关的元件。通过构建GUS基因融合表达载体,对该启动子在烟草中的瞬时表达进行分析。结果表明,GUS基因主要在烟草叶脉中表达。研究结果为进一步研究该启动子的功能奠定了基础。

赤霞珠葡萄果实糖积累与糖代谢相关酶的关系

以赤霞珠葡萄果实为试材,在花后20～110 d(每隔10 d取样一次),测定和分析果实生长发育过程中糖分(葡萄糖、果糖、蔗糖)积累的动态变化,以及不同时期果实己糖激酶(HXK)、细胞壁酸性转化酶(CWINV)和蔗糖合酶(SuSy)活性变化趋势。结果表明,赤霞珠葡萄果实整个发育过程中主要以积累葡萄糖和果糖为主,蔗糖含量极微;HXK活性与葡萄糖、果糖呈相反的变化趋势;葡萄糖和果糖含量低时,CWINV和SuSy的活性开始上升;反之,CWINV和SuSy的活性降低。相关性分析表明,蔗糖含量与葡萄糖、果糖含量显著相关,葡萄糖和果糖含量与CWINV和SuSy活性负相关。

甘蔗细胞壁蔗糖转化酶基因SoCIN2的克隆和表达分析

细胞壁蔗糖转化酶(CIN)主要参与韧皮部质外体的蔗糖卸载,在调控果实发育中起作用。为探究CIN在调控甘蔗糖分积累过程中的作用,本试验从低糖甘蔗品种B8中克隆到一个1个CIN基因,命名为SoCIN2基因。结果显示,SoCIN2基因全长为2269 bp,其中开放阅读框为1857 bp,编码618个氨基酸。SoCIN2蛋白分子量为67.59 kD,理论等电点为5.25;定位于细胞壁上,不含信号肽序列;具有保守的NDPNG、FRDP和MWECP结构域,属于糖基转移酶GH32家族。系统进化分析表明,甘蔗SoCIN2蛋白与高粱SbCIN2遗传距离最近。荧光定量PCR结果表明,在甘蔗根、茎、叶和芽中SoCIN2基因均表达,其中在叶中基因表达量最高,茎中最低。甘蔗+1叶中SoCIN2基因表达量显著高于茎中。在伸长期和成熟期,茎中SoCIN2基因的表达模式相同,成熟茎中基因表达量显著高于未成熟茎中基因表达量,表明SoCIN2基因可能在调控甘蔗成熟茎中蔗糖积累中起作用。

玉米小籽粒突变体mn-Mu的基因克隆与转录组分析

玉米籽粒大小是影响产量形成的关键因素。本研究鉴定了一个转座子随机插入的小籽粒突变体mn-Mu;该突变体相较野生型籽粒变小、种皮皱缩、淀粉含量下降,而醇溶蛋白含量升高。石蜡切片观察发现mn-Mu突变体胚乳发育迟缓,胚乳基底转移层细胞发育缺陷。遗传分析表明mn-Mu是由隐性单基因控制的突变,通过图位克隆将突变基因定位在2号染色体57.83-61.91 Mb的区间,其中已克隆的编码细胞壁转化酶的Zm00001d003776(Miniature 1,Mn1)基因在第5个外显子上存在一个1442 bp的转座子插入。等位测试证实,mn-Mu为一个新的Mn1基因等位突变体。转录组分析表明,Mn1基因功能缺失影响碳水化合物代谢、储藏物质积累、糖基转移酶活性、细胞壁生物合成和细胞周期调控等生物学过程。本研究鉴定的新的mn1等位突变体为深入解析籽粒发育的分子调控网络提供了新的遗传材料。

西瓜接穗对嫁接苗根系糖代谢及生长发育的影响

该研究以西瓜品种‘早佳8424’、南瓜品种‘伟砧1号’为试验材料,设置2个嫁接组合西瓜/南瓜(W/P)和南瓜/南瓜(P/P),采用贴接法嫁接,并以不嫁接的南瓜自根苗(P)为对照,通过玻璃温室营养钵育苗试验测定了西瓜接穗对嫁接苗根系生长发育及糖代谢的影响。结果表明:(1)西瓜嫁接苗(W/P)根系生长指标(鲜质量、干质量、根体积等)和根系活力,以及地上生长指标(地上部鲜质量、干质量和叶面积)均显著低于南瓜嫁接苗(P/P)和南瓜自根苗(P)。(2)幼苗根系总糖、可溶性糖、还原糖、淀粉以及蔗糖、葡萄糖和果糖含量均表现为W/P<P/P<P,且在嫁接后18 d时各处理间均存在显著性差异。(3)在嫁接后18 d时,W/P嫁接苗根系中细胞壁转化酶(CWIN)和己糖激酶(HXK)的活性和相关基因(CWIN、HXK)表达水平较南瓜嫁接苗(P/P)和南瓜自根苗(P)均显著降低。研究发现,西瓜接穗可能通过抑制嫁接苗根系糖的积累,以及抑制CWIN和HXK的活性,从而抑制嫁接苗的根系生长和活力。

胡麻株高QTL定位与候选基因功能分析

胡麻(Linum usitatissimum L.)是我国主要油料作物之一,具有较强的耐旱、耐寒、耐贫瘠特性,株高不仅影响胡麻产量,同时与植株倒伏性相关,对胡麻籽品质也有一定影响。以加拿大油用亚麻品种Macbeth和中国纤用亚麻品种黑亚14号为亲本构建的包含155个株系的重组自交系群体为试验材料,统计了该群体在甘肃兰州和景泰、云南元谋及河北廊坊四点的株高性状,挑选在四个环境株高表现一致的高、低单株构建混合池进行QTL-seq。将分析结果和QTL定位结果进行比较分析后确认了QTL候选区段,锁定了一个胡麻株高候选基因LuCWINV1-1,其属于酸性转化酶中的细胞壁转化酶,包含保守的结构域NDPNG、RDP和MWECP。亲本中LuCWINV1-1基因组序列发生突变,导致Macbeth中第21位谷氨酸和第523位异亮氨酸在黑亚14中分别为甘氨酸和丙氨酸。通过转化拟南芥发现,两个亲本的等位基因对株高起着不同的效应作用,LuCWINV1-1Mac转基因株系的株高变低,LuCWINV1-1Hei转基因株系变高,表明该基因在胡麻中控制株高。上述结果为解析胡麻株高机制奠定了基础,同时,也探索出在小基因组作物中利用QTL-seq快速能有效克隆QTL候选基因,为后续鉴定克隆控制胡麻重要农艺性状的基因提供技术支撑。