植物生物技术杂志:转座子插入是大白菜驯化中表型变异的重要来源

来源：蔬菜花卉研究所2022-03-22 18:14

近日，《植物生物技术杂志》在网上发表了一本名为《可运输元件插入：巴西本地化现象变异的一个隐藏的主要来源》的书，该书由中国农业科学院蔬菜花卉研究所蔬菜分子设计与育种团队完成。

近日，《植物生物技术》杂志在线发表了由中国农业科学院蔬菜花卉研究所蔬菜分子设计与育种团队完成的《可运输元件插入：国内现象变异的一个隐藏的主要来源》一书。在芸苔中”(转座子插入是大白菜驯化中“隐藏”表型变异的主要来源)。这是蔬菜分子设计育种团队的研究成果，在前期大白菜全基因组研究的基础上，进一步探索了大白菜的基因组变异。

转座子序列广泛存在于植物基因组中，在作物驯化中起着重要作用。甘蓝是十字花科芸薹属中的一种重要蔬菜，具有极高的种内多样性，包括大白菜、小白菜、菜心、油白菜和芜菁。在大白菜基因组中，转座子含量高达50%。然而，在群体中系统地识别转座子插入变异始终是一个挑战，因此转座子在大白菜作物驯化中的作用没有明确的讨论。

本研究结合大白菜的全基因组和群体重排数据，建立了一种鉴定大白菜转座子插入变异的方法。首先，利用泛基因组中的从头组装序列准确识别不同大白菜基因组中的转座子插入变异，构建了可靠的大白菜物种转座子插入多态性变异文库。根据大白菜转座子插入变异文库，实现了在群体水平上通过重测序系统鉴定大白菜基因组中转座子插入变异的方法。

基于大白菜群体中转座子插入多态性(T)的信息，研究组开展了不同类型大白菜的群体结构分析，发现转座子插入变异不仅与大白菜不同形态类型的驯化密切相关，还与现代大白菜育种中春、夏、秋三季大白菜类型的形成密切相关。此外，本研究发现基因区转座子插入变异与基因转录水平、编码区长度和编码区数目高度相关，插入基因区的转座子可以起到内含子的作用，导致基因表达的改变。与非同义突变SNP相比，发现参与白菜不同形态驯化的候选基因中TIP的平均选择压力显著高于非同义突变SNP。此外，还鉴定了4个含有TIP的候选基因，分别是BrMYB18.1、BrFLOR1.2、BrVRN1.2和BrFT2。这些基因可能参与调控大白菜抽穗开花性状的驯化。

总之，本研究通过对大白菜品种转座子插入变异的系统分析，揭示了转座子插入变异在不同类型大白菜驯化中的重要作用。这些含有TIP的重要候选基因将促进大白菜鳞茎性状和开花性状的研究。同时，研究中鉴定出的与不同类型大白菜驯化相关的重要转座子的插入变异，丰富了大白菜品种的变异库，促进了更多重要农艺性状相关基因的挖掘，为大白菜分子标记辅助育种奠定了重要基础。

蔬菜分子设计与育种团队博士后徐才为第一作者，吴健、王小五研究员为论文通讯作者。该研究团队多年来一直从事芸薹属物种基因组进化和驯化的研究。本研究获得了国家重点研发计划(2021YFF1000101)、国家自然科学基金(32072593；3072594)、基础科研业务e

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