RsRCO与RsLMI1协同调控萝卜裂叶发育的分子机制及育种应用

来自国内的研究团队针对萝卜叶形遗传机制不明的科学问题，通过构建F2分离群体结合BSA重测序技术，发现相邻同源盒基因RsRCO与RsLMI1共同调控裂叶形成，开发共分离标记辅助育种成功选育新品种"楚玉15号"，为作物叶形改良提供理论依据。

　　

叶形是影响植物光合作用的重要农艺性状。为探究萝卜（Raphanus sativus L.）叶形遗传机制，研究团队通过杂交裂叶萝卜‘QZ-16’和全缘叶萝卜‘55’构建F₂分离群体，采用集团分离分析（BSA）和基因组重测序技术，鉴定出控制萝卜裂叶表型的关键基因——叶形基因（Leaf Shape, LS）。连锁分析将LS基因座精细定位到Rs7染色体52.3 kb区域内，确定相邻的两个同源盒基因RsRCO和RsLMI1为候选基因。在拟南芥（Arabidopsis thaliana）中的过表达实验证实这两个基因共同调控裂叶形成。

研究进一步开发出来自RsRCO和RsLMI1基因的两个共分离结构变异标记，对174份萝卜种质进行基因分型，发现约80%的叶形表型可由RsLMI1/RsRCO单倍型解释。GO和KEGG富集分析表明差异表达基因显著富集于光合作用和植物激素通路。细胞分裂素和生长素含量在‘QZ-16’中显著高于‘55’。构建的近等基因裂叶系NIL-55表现出比全缘叶‘55’更高的光合效率和生物量。最终利用标记辅助选择与传统杂交育种相结合的方法，从裂叶细胞质雄性不育系‘CLA’成功选育出新品种‘楚玉15号’。该研究阐明了萝卜裂叶形成的遗传规律，为解析叶片发育分子机制奠定理论基础。