西瓜 ClaCSLH1 基因敲除诱导矮化的分子机制研究及其育种价值

【字体: 时间:2025年05月20日 来源:Theoretical and Applied Genetics 4.4

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  在农业生产中,培育矮化西瓜品种对提升产量与品质意义重大。研究人员以野生型 V063 为父本、矮化品种 dw-n 为母本构建 F?群体,通过 BSA-seq 和 RNA-seq 筛选出候选基因 Cla97C02G035450(编码 CSLH1),发现其敲除会导致矮化,该研究为西瓜矮化育种提供了新方向。

  
在农业领域,筛选具有矮化、茎秆直立等理想株型的作物品种,可通过优化光吸收、空间效率和养分利用显著提高作物产量和品质。培育矮化西瓜新品种是西瓜育种的重要目标。本研究以野生型 V063 为父本、矮化品种 dw-n 为母本构建 F?群体,发现矮化性状由一对隐性等位基因控制。通过群体分离分析测序(BSA-seq)和 RNA 测序(RNA-seq),鉴定出编码纤维素合酶类似蛋白 H1(CSLH1)的基因 Cla97C02G035450 为与矮化表型相关的候选基因。ClaCLSH1 属于 ClaCESA/CSLs 家族,该家族通过调控纤维素和半纤维素的合成参与细胞壁形成。显微镜分析显示,与 V063 相比,dw-n 表现出节间细胞更短、细胞壁更厚和半纤维素含量升高的特点。亚细胞定位研究表明,CLACSLH1 蛋白主要定位于细胞核和细胞膜 / 细胞壁。值得注意的是,在 dw-n 背景下过表达 CLACSLH1 可挽救其矮化表型。此外,实验表明,敲低 CLACSLH1 会导致半纤维素合成过多,抑制节间细胞伸长,最终导致 dw-n 中观察到的矮化表型。本研究为优良矮化西瓜品种的开发提供了创新性见解,并加深了我们对西瓜矮化分子机制的理解。

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