染色体片段置换系（CSSL）#174-12-18较‘CR-Kanki’表现出更高的春化需求与开花延迟；BoFLC2呈现较弱的冷诱导抑制及回温后早期重新激活；BoFLC2位点H3K27me3积累随发育阶段与遗传背景变化。
中文标题：甘蓝（B. oleracea）C02片段渗入芜菁（B. rapa）宿主诱导跨基因组转录互作与BoFLC2表观调控重塑
《Scientia Horticulturae》：Cross-genome transcriptional interplay between
Brassica oleracea introgressions and the
Brassica rapa host
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研究人员先前通过属间杂交与连续回交构建了携带甘蓝（B. oleracea）C02染色体上臂的芜菁（B. rapa）染色体片段置换系（CSSL）#174-12-18，该渗入区段包含关键开花抑制因子BoFLC2。摘要显示，#174-12-18较受体亲本‘CR-Ka
研究人员先前通过属间杂交与连续回交构建了携带甘蓝（B. oleracea）C02染色体上臂的芜菁（B. rapa）染色体片段置换系（CSSL）#174-12-18，该渗入区段包含关键开花抑制因子BoFLC2。摘要显示，#174-12-18较受体亲本‘CR-Kanki’具有更高春化需求并延迟开花；BoFLC2在低温下呈现较弱的冷诱导转录抑制，且在回至常温后较早重新激活。表观遗传分析表明，BoFLC2位点H3K27me3（组蛋白H3第27位赖氨酸三甲基化）的积累具有发育阶段依赖性与遗传背景特异性。该研究揭示，异源基因组片段不仅可转移保守开花调控基因的功能，还可携带来源物种特有的春化响应模式与表观沉默稳定性，进而通过BoFLC2–BrSOC1-1调控轴重塑宿主开花时间，为十字花科作物花期改良与抗先期抽薹育种提供机制依据。
研究背景与问题提出：开花时间是十字花科蔬菜适应性与商品价值的核心性状，春化（vernalization）通过长期低温诱导开花，主要由FLC（FLOWERING LOCUS C，开花位点C）及其表观沉默驱动。拟南芥中FLC经Polycomb介导的H3K27me3在低温下成核并扩散，形成可遗传的转录沉默；芸薹属（Brassica）因全基因组三倍化保留多个FLC旁系同源基因，调控更复杂。B. rapa为种子春化型，B. oleracea为绿体春化型，二者春化感知时机与FLC表观记忆稳定性不同。现有初级基因池遗传资源有限，种间染色体片段渗入可引入有益等位基因，但异源片段如何跨基因组重编程宿主转录网络、能否保留供体特异的FLC调控属性，尚不清楚。为此，研究人员以携带BoFLC2渗入的CSSL #174-12-18为材料，解析C02片段对宿主春化响应与表观转录调控的影响。
研究人员通过开展基因型确认、开花表型评价、FLC家族表达动态检测、全基因组转录组测序、同源区域鉴定及H3K27me3染色质免疫沉淀定量，得出如下结论：BoFLC2渗入使受体获得更高春化需求；BoFLC2在苗期冷处理下抑制不完全且回温后复燃，而在成熟阶段沉默较稳定；该位点H3K27me3动态受遗传背景与发育阶段共同塑造；渗入片段还引发宿主全基因组范围的转录重编程，涉及膜、高尔基体、细胞壁与核糖体相关过程，但延迟开花主要由BoFLC2–BrSOC1-1轴特异性驱动。研究意义在于证明种间渗入可转移“调控行为”而非仅基因本身，为跨种花期定向改良提供理论与材料基础。
主要关键技术方法：研究人员利用B. rapa‘CR-Kanki’为背景、B. oleracea‘Reiho’为供体的BC3F3至BC3F6染色体片段置换系队列，结合A/C基因组特异性标记与剂量评分（Dosage score）确认C02上臂同源替换；以不同周数低温处理幼苗与70天成熟株，评估开花天数；通过RT-qPCR（实时定量逆转录PCR）追踪BrFLC2/BoFLC2、其他FLC旁系及SOC1（SUPPRESSOR OF OVEREXPRESSION OF CONSTANS1）、VIN3（VERNALIZATION INSENSITIVE 3）表达；采用RNA-seq（RNA测序）比较NV、4V、4V12N条件下转录组差异并做GO（Gene Ontology，基因本体）富集；以ChIP-qPCR（染色质免疫沉淀定量PCR）检测FLC2位点TSS（转录起始位点）与基因体H3K27me3富集。
研究结果：
3.1 利用DNA标记确认甘蓝基因组向芜菁的渗入：通过A/C基因组区分标记与剂量评分，证实C02前端约3.0 Mb及重组区稳定渗入A02对应区域，区段内注释到含BoFLC2在内的29个候选开花相关基因。
3.2 渗入赋予更高春化需求：花期统计显示，4V与6V处理下#174-12-18均不抽薹，8V后才部分开花且晚于‘CR-Kanki’与‘Harunosaiten’，证明渗入片段显著提高春化阈值。
3.3 苗期BoFLC2表达呈不完全抑制与后续复燃：RT-qPCR表明冷处理可降低BoFLC2，但抑制幅度低于BrFLC2；回温12天后BoFLC2恢复至处理前水平，而‘CR-Kanki’中BrFLC2维持沉默。
3.4 发育阶段影响BoFLC2抑制稳定性：70天成熟株经8V后，BoFLC2与BrFLC2均保持低温后沉默，说明年龄门控增强表观记忆。
3.5 转录组揭示基因型特异春化响应：RNA-seq定义早花系共有EF基因集与迟花系特有LF基因集；LF下调富集转录因子，表明BoFLC2渗入削弱春化诱导的转录重编程，并伴随膜、细胞壁与光信号过程改变。
3.6 冷不敏感的BoFLC2与其他开花基因稳定表达：除BoFLC2外，BrFLC1/3/5响应正常；BrVIN3.1诱导偏弱、BrSOC1-1表达更低，形成BoFLC2持续抑制SOC1-1的协调机制。
3.7 部分甘蓝基因组渗入引发全基因组转录差异：跨染色体DEGs（差异表达基因）持续存在，IL_high富集高尔基体/细胞壁，IL_low富集核糖体结构基因，提示渗入影响生长代谢基础程序。
3.8 BoFLC2表观调控异于BrFLC2：ChIP-qPCR显示苗期TSS处H3K27me3在回温后下降，基因体第5外显子标记扩散；成熟株中沉默记忆更稳，证明表观模式具背景与阶段二重依赖性。
讨论总结：研究人员指出，C02渗入产生“广域转录扰动”与“FLC2位点特异调控”两层效应。全基因组DEGs可能影响株高与发育，但花期表型主要由BoFLC2冷响应钝化、VIN3.1诱导不足及SOC1-1持续受阻解释。H3K27me3在TSS保留与基因体扩散不完全对应表达量，说明存在背景依赖的表观解码差异。该工作首次在幼苗-绿体春化类型间直接比对FLC2表观动态，揭示异源片段可搬运物种特有春化记忆属性。
结论部分翻译：在这项研究中，异源基因组片段的渗入在全基因组水平影响了转录组，潜在塑造植物生长与发育。此外，结果表明，种间基因组区域渗入可转移保守开花调控因子的功能，以及物种特异的调控属性，包括阶段依赖的春化响应与表观稳定性。含BoFLC2的渗入区域使#174-12-18具有更高春化需求，且BoFLC2位点H3K27me3积累受春化类型相关遗传背景影响。值得注意的是，#174-12-18春化需求高于日本商品白菜中高需求品种‘Harunosaiten’。尽管BoFLC2是这些表型差异的强候选，渗入区内其他基因的贡献不能完全排除。研究发现凸显了利用种间渗入通过调控机制改造开花行为的潜力。
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