葡萄叶片温度遗传变异及其形态生理基础解析:助力培育气候适应性品种

【字体: 时间:2025年07月21日 来源:Journal of Experimental Botany 5.6

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  为应对气候变化下作物耐热性需求,研究人员通过对279个葡萄(Vitis vinifera L.)品种的系统研究,揭示了叶片温度(Tleaf)的遗传变异规律及其关键调控性状。研究发现气孔导度与叶片透光率是影响Tleaf的主要因素,通过全基因组关联分析(GWAS)鉴定出PetC、YODA等关键基因,为培育兼具降温、节水与光能利用的葡萄品种提供了分子靶点。

  

这项开创性研究以279个葡萄栽培品种为材料,在灌溉条件下系统测量了叶片温度(Tleaf)及其相关形态生理特征,包括气孔导度、叶片倾角、面积、卷曲度、反射率和透光率。令人振奋的是,所有性状均表现出显著的遗传变异,其中气孔导度对Tleaf的调控作用最为突出,其次是叶片透光率——这一发现挑战了传统能量平衡理论的预测,即各性状对Tleaf的影响幅度应相当。

通过全基因组关联分析(GWAS),研究者成功解析了这些性状的独立遗传调控网络:热耗散相关基因PetC、气孔发育调控因子YODA和LOB、向光性基因YY1以及毛状体起始基因GTL1等关键候选基因相继浮出水面。更令人瞩目的是,研究还鉴定出能同时优化叶片降温、水分利用和光能捕获的等位基因组合。这些发现不仅为理解植物适应高温的分子机制提供了新视角,更为培育"气候智能型"葡萄品种提供了精准的分子育种靶点。

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