上海交通大学潘俊松团队在黄瓜叶色调控研究方面取得进展

摘要：2024年11月，Vegetable Research在线发表了上海交通大学潘俊松研究组与合作团队题为Loss-function-of a UMP kinase leads to impaired chloroplast development and pho

光合作用是植物生命活动的能量来源，对植物生长发育至关重要。叶色突变体是探究叶绿素代谢和光合作用机制的理想材料。
2024年11月，Vegetable Research 在线发表了上海交通大学潘俊松研究组与合作团队题为Loss-function-of a UMP kinase leads to impaired chloroplast development and photosynthesis efficiency in cucumber 的研究论文。
该研究从黄瓜Tnt1转座子插入突变体库中获得黄叶突变体tnyl2，将其与野生型黄瓜自交系S06杂交，构建F2分离群体，遗传分析表明该黄叶表型为隐性单基因控制。通过对叶片显微结构、光合色素含量以及叶绿素荧光参数分别进行了观察和观察，发现tnyl2 突变体叶片的叶绿体发育异常，叶绿素含量降幅较大，光合作用也相应地减弱。通过图位克隆对tnyl2 进行定位与分离，发现其定位于6号染色体22.25～22.34 Mb物理区间内，其间包含9个基因。基因组重测序分析显示，只有Csa6G483490 在两亲本间存在序列差异，其突变形式为基因内部插入Tnt1转座子，导致基因结构被破坏。该基因Tnt1插入标记与黄叶表型完全共分离，证实Csa6G483490 是tnyl2 的候选基因，其预测编码尿苷酸激酶；在拟南芥中的同源基因为UMPK，其突变导致拟南芥光合效率降低，与黄瓜tnyl2 突变体表型相似。叶绿素合成与叶绿体发育需要UMPK，qRT-PCR结果显示叶绿素A/B 结合蛋白基因CABs 在tnyl2 突变体中表达显著下调。该研究结果为黄瓜叶绿体发育的分子机制研究奠定了基础。

图1 黄瓜tnyl2 突变体和野生型9930叶色表型观察

图2 黄瓜tnyl2位点的定位和基因分离

上海交通大学潘俊松研究员和沈阳农业大学潘健副教授为该论文的通讯作者，已毕业硕士研究生潘明为该论文的第一作者，合作者包括美国农业部蔬菜研究中心（麦迪逊）翁益群教授。该研究获得辽宁省科技厅种质创新藏粮于技专项计划项目‘北方现代设施蔬菜主要品种生物育种研究’（2022JH1/10200004）的资助。

团队介绍

上海交通大学黄瓜组致力于探索黄瓜性别决定、表皮毛发育和白粉病抗性的调控机制，相关研究成果发表在Plant Physiology、Plant Cell ＆Environment、Horticulture Research 等期刊。

原文链接：特邀作者：温海帆
编辑：顾笑寅
审核：史安琪

关于Vegetable Research

Vegetable Research 是一本开放获取的期刊，致力于传播蔬菜作物研究进展。欢迎蔬菜研究所有领域的原始研究论文、方法、资源和综述等投稿，主题范围包括（但不限于）遗传、育种、组学、分子生物学、生物技术、与环境和其他生物系统的相互作用以及采收前后的生产。期刊主编由中国农业大学张小兰教授和法国图卢兹国立理工学院Julien Pirrello博士共同担任。目前期刊已被ESCI、Scopus、DOAJ、CABI等数据库收录。