绿豆窄叶突变体vrnl9基因的精细定位与转录组分析

叶片是绿豆最重要的光合作用场所,其形态结构影响光合作用、群体结构和产量。筛选和鉴定绿豆叶形突变体材料,为探究叶片发育的分子调控机理和叶形遗传改良奠定基础。在皖科绿3号EMS(Ethyl methyl sulphonate)诱变突变体库中鉴定出1个窄叶突变体vrnl9,并对该突变体进行表型鉴定、基因定位和转录组分析。表型分析发现,窄叶突变体vrnl9叶片宽较野生型皖科绿3号显著减小,叶面积和叶柄长也显著缩减;突变体主茎退化,生育期延长10 d。在突变位点的定位中,本研究利用苏绿16-10与突变体vrnl9杂交构建的F2群体进行遗传分析和基因精细定位。结果表明,窄叶突变体vrnl9的窄叶表型受单个隐性核基因控制(χ^(2)=1.40)。BSA测序分析将突变位点定位在第9染色体上0~3.1 Mb的区间内,结合图位克隆的方法,本研究将窄叶基因vrnl9定位在标记NL-15和NL-28之间354.6 kb的区间内。转录组学分析发现,与野生型皖科绿3号相比,突变体vrnl9中有182个基因的表达量发生显著改变,其中86个上调、96个下调。KEGG分析结果表明,差异表达基因显著富集在植物激素信号传导、萜类骨架的生物合成、玉米素的生物合成等代谢通路。这些研究结果为克隆窄叶基因vrnl9和解析绿豆叶片生长发育的分子调控机理提供理论依据。