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"基于转录组学的皱叶表型解析:芸薹属异源四倍体(AACC)与台菜(AA)叶片发育机制及miRNA调控网络研究"
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年05月07日 来源:Plant Molecular Biology 3.9
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为解决芸薹属植物皱叶形态形成的分子机制问题,研究人员通过RNA-seq和miRNA测序技术,对比分析台菜(AA)与其异源四倍体(AACC)四个叶片发育阶段的转录组特征。发现AACC在第三、五叶期呈现C基因组表达优势,植物激素信号通路基因(PIN1/AUX1/AUX/IAA/GH3)及miR319/miR156-TCP/SPL调控网络协同作用,揭示细胞层数增加和表皮细胞膨大是皱叶形成的关键因素,为作物性状改良提供理论依据。
通过远缘杂交技术构建的异源四倍体(AACC)("斑叶台菜"AA×"白花芥蓝"CC)展现出比亲本台菜更显著的皱叶和波状边缘特征。为解析这一现象,研究团队选取四个叶片发育阶段进行RNA测序,并结合关键时期的解剖学观察。结果显示:AA和AACC的折叠部位细胞层数和紧密度显著增加,表皮细胞膨大导致叶缘内卷。基因表达偏好性分析揭示,AACC在子叶期无基因组偏向,第一叶期偏向A基因组,而第三、五叶期则转向C基因组优势表达。
叶片发育过程中,植物激素信号通路显著富集,PIN1(BraC07g037600)、AUX1(BraC05g007870)、AUX/IAA(BraC03g037630)和GH3(BraC10g026970)在AA和AACC的真叶期持续高表达,但在CC中呈现不同模式。microRNA分析发现,AA中miR319和miR156的表达量显著高于CC,其靶基因TCP和SPL的表达则相应降低。这些基因网络共同调控叶片发育,可能与皱叶和波状边缘的形成密切相关。
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