通过结合使用BSA-Seq和RNA-Seq技术，鉴定与油菜（Brassica Rapa L.）再生阶段相关的候选基因

《BMC Plant Biology》：Identification of candidate genes associated with regreening stage in rapeseed (Brassica Rapa L.) by combined application of BSA-Seq and RNA-Seq

本研究解析了油菜再生绿期（RS）的遗传机制，通过BSA-seq和RNA-seq分析鉴定了11个QTLs及15个候选基因（如NAC016、MYC2等），揭示了JA代谢与胁迫响应途径对调控RS时序的关键作用，为分子育种提供资源。

　　

摘要

背景

再绿化阶段（RS）是影响油菜（Brassica rapa L.）产量潜力的关键农艺性状，但其背后的遗传机制仍大部分未被探索。田间观察表明，早再绿化品种（如‘Hengyou 8’）的灌浆期较长，千粒重（TSW）也高于晚再绿化品种（如‘Hengyou 6’）。本研究旨在系统解析RS启动的遗传基础，以鉴定关键调控基因，并为分子育种提供资源。

结果

我们通过‘Hengyou 8’和‘Hengyou 6’的杂交获得了F?群体，并采用批量分离分析测序（BSA-seq）技术，在A01、A02、A04、A05、A06、A08、A09和A10染色体上鉴定出11个与RS相关的数量性状位点（QTLs）。同时，对RS过程中茎尖分生组织和根部的转录组进行测序（RNA-seq），发现了17,242个差异表达基因（DEGs）。通过整合BSA-seq和RNA-seq数据，我们在QTL区域内确定了15个高置信度的候选基因，其中包括NAC016、NAC017、MYC2和DDE2，这些基因主要参与茉莉酸（JA）代谢、植物激素信号传导、细胞发育和应激响应。表达谱分析显示，这些基因在亲本系之间存在明显的时空差异表达模式，表明它们在调节再绿化时间方面发挥作用。

结论

我们的研究结果首次提供了油菜再绿化过程的全面遗传图谱，揭示了一个以JA信号传导和应激响应通路为中心的动态调控网络。所鉴定的候选基因及相关分子标记为未来的功能研究奠定了宝贵的资源和坚实的理论基础。更重要的是，我们确定了可用于标记辅助选择（MAS）的直接靶标，这为培育具有优化再绿化时间和提高产量潜力的新型油菜品种提供了基础。