近日，山東農業大學萬勇善/劉風珍團隊在Plant Biotechnology Journal在線發表了題為“Fine mapping of qAHPS07and functional studies of AhRUVBL2controlling pod size in peanut (Arachis hypogaeaL.)”的研究論文。該研究發現了調控花生莢果大小的關鍵基因AhRUVBL2，為解析花生莢果大小的分子調控機制提供了科學依據，也為花生莢果大小遺傳改良提供了分子標記。

花生莢果大小是決定單位面積產量的關鍵因素之一，也是衡量其商品特性的重要指標，挖掘其關鍵基因對探索莢果大小發育的調控機理以及花生高產優質分子育種具有重要的理論意義和應用價值。

該研究以莢果大小差異顯著的花生品種（系）79266（普通果）和D893（特大果）為材料，研究發現果殼橫截面細胞層數是造成二者莢果大小差異的主要原因。利用其雜交F2群體、RIL群體以及次級F2群體將莢果大小主效QTL-qAHPS07精細定位在Arahy.07: 424670 bp~461129 bp，物理區間36.46 kb（圖1）。該區間包含了6個注釋基因，根據基因組重測序結果和基因表達特征分析，推測RUVBL2蛋白編碼基因為qAHPS07的候選基因。RUVBL2在動物和細菌中研究較多，RUVBL2蛋白序列的結構域序列在物種間高度保守，具有依賴于ATP的DNA解旋酶功能，參與ATP結合、DNA損傷反應、細胞凋亡和調控細胞分裂等生物學過程。

圖1 BSA-seq分析與qAHPS07的精細定位

79266和D893在AhRUVBL2的編碼區無堿基差異，啟動子區域存在3個SNP，分別為SNP_460907（G/A），SNP_461023（A/T）和SNP_461129（C/T），在D893的果殼中AhRUVBL2的表達量顯著高于79266。將35S啟動子與AhRUVBL2的cDNA連接轉化擬南芥，過表達AhRUVBL2的轉基因植株生長健壯、葉片、角果和種子明顯增大（圖2）。利用花生VIGS體系，在D893幼苗中沉默AhRUVBL2，沉默株生長遲緩，生物量、主莖高、葉長、葉寬和側根長均顯著低于野生型（圖3）。

圖2 AhRUVBL2過表達擬南芥角果和種子的表型分析

圖3 AhRUVBL2沉默花生株系的表型分析

在119份花生栽培種種質中，AhRUVBL2啟動子區的SNP_460907，SNP_461023和SNP_461129與莢果大小顯著相關。這3個SNP將119份種質分為3種單倍型，其中Hap_GAC種質78份，Hap_ATT種質38份，Hap_GAT種質3份。Hap_ATT種質的單果重、單仁重、單株果重和單株仁重均顯著大于Hap_GAC種質。SNP_461129已成功開發為KASP標記（專利申請號：202110359658.1），可用于花生莢果大小性狀遺傳改良中AhRUVBL2的基因型選擇。

山東農業大學農學院博士研究生楊會和駱璐副教授為該文的共同第一作者。劉風珍教授和萬勇善教授為共同通訊作者。該研究得到了國家自然科學基金、山東省農業良種工程和山東省花生產業技術體系項目的資助。

論文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/pbi.14076

編      輯：萬    千 

審      核：賈    波