西藏拟南芥InDel分子标记开发与株高调控基因初步定位

西藏拟南芥是近年于青藏高原地区发现的一个新的拟南芥生态型,现已成为研究植物高原适应性的模式材料。图位克隆是分离目标基因的常用手段之一,然而有效分子标记的缺少严重阻碍了西藏拟南芥对高海拔适应机制的研究。本研究对西藏拟南芥基因组进行组装,获得了相对完整的西藏拟南芥基因组,并通过BLAST序列比对筛选和重新设计了一套均匀分布于5条染色体的InDel分子标记引物。结果表明,实验验证的119对InDel分子标记引物中,54对引物在西藏型和哥伦比亚型之间具有多态性;其中37对引物扩增效果最好,在2%琼脂糖凝胶中即可产生清晰的多态性条带,并用于后续研究。初定位连锁图表明,西藏拟南芥株高矮化基因定位于4号染色体9.3~16.2 Mb区间。本研究开发的分子标记能够有效对西藏拟南芥进行基因分型,为西藏拟南芥的正向遗传研究奠定了基础。

西藏野生拟南芥开花时间变异的遗传基础

开花时间是被子植物生活史中的关键节点。十字花科植物拟南芥(Arabidopsisthaliana)广布于世界各地,在海拔4 000m以上的青藏高原也发现了该物种的自然居群,高原独特的环境塑造了其生活史的独特表型,在开花时间上表现为中等程度早花。该研究构建了西藏拟南芥Lhasa居群的F2代作图群体,基于全基因组测序的QTL-seq定位分析,在该居群中定位到主效基因FLC,并且鉴定到其第1个内含子中存在2307bp的缺失,这种单倍型只存在于西藏拟南芥居群。利用CRISPR-Cas9技术构建了Lhasa背景的flc^(-/-)突变体,表现为开花时间显著提前。研究结果表明,西藏拟南芥开花时间改变的主要原因是FLC第1个内含子缺失,该变异并未使其丧失全部功能,这可能有利于西藏拟南芥适应青藏高原独特的气候环境。