鹰嘴豆双花性状的分子遗传探秘：关键基因变异解析

为探究鹰嘴豆双花性状的分子机制，研究人员分析相关基因，发现多种变异与该性状有关。

　　鹰嘴豆通常每个花序梗（peduncle）或花轴上只产生一朵花。然而，有报道称，一些种质系和品种每个花序梗能产生 2 - 9 朵花。单株荚果数和种子大小是鹰嘴豆关键的产量构成性状，因此每个花序梗上的花数成为决定每个花序梗荚果数和单株总荚果数的关键因素。尽管这些性状非常重要，但对其潜在的分子机制和相关基因的研究却很少。单花位点（SINGLE FLOWER locus，SFL）功能缺失与鹰嘴豆的双花性状相关。在这项研究中，研究人员利用 Caballo 等人（2022 年）报道的缺失侧翼引物，对印度鹰嘴豆品种和种质中的 SFL 及其同源基因的等位基因模式进行了评估，并分析了双花和单花基因型的全基因组重测序数据。大多数具有双花性状的印度鹰嘴豆品种，如 JG 62，都表现出 SFL 侧翼 44 kb 区域的缺失。像 ICC 14340、ICC 10919、ICC 15939 和 IPC 08 - 69 等种质，则具有 44 kb 的插入，且 SFL 发生错义突变，从而导致双花性状。ICC 15939 在第 1 外显子的 28,964,581 位点有一个新的非同义突变，导致甘氨酸被精氨酸取代。有趣的是，ICC 16853 种质在 SFL 中没有突变，但在其同源基因 LOC101501888（CaRAX1/2c）中发生了移码突变，进而产生双花性状。相反，ICC 17124 在 SFL 中有多个突变，但并不影响其表型，每个花序梗仍只产生一朵花。不过，它在其他 6 个 RAX 和 MYB 基因中存在有害突变，导致其 F₂代分离群体出现性状分离，每个花序梗能产生 3 - 9 朵花。