TCP转录因子调控生菜叶缘形态与抽薹时间

叶形是蔬菜重要的农艺性状。生菜根据叶缘形状不同，分为常见的锯齿形叶（Empire）和波浪形叶（Salinas）2种类型。高温胁迫下，Empire叶缘更易出现干烧心病变，且表现出晚抽薹表型，这些性状均为生菜等冷季蔬菜育种中的重要选择指标。

2020年2 月，日本长野蔬菜与观赏作物实验站通过遗传图谱的绘制和转录组分析，得到了同时控制叶缘形状和抽薹时间这2个关键性状的候选基因，而后结合分子生物学及细胞学试验，参考拟南芥中相关机制，对其可能在生菜的叶缘形状和抽薹时间产生的多效性作用进行了阐述。该研究以Empire和Salinas这2种类型为亲本，得到F2群体，遗传分析表明波浪形叶型受1个单显性基因控制，且开花时间与叶型存在明显共分离现象。通过ddRAD-seq对F2群体进行遗传图谱的构建，并将叶型和抽薹时间这2个性状定位在LG5的同一个区域，并在该区域确定了1个编码CIN-like protein的TCP转录因子作为候选基因，命名为LsTCP4。系统发育分析表明：LsTCP4属于拟南芥TCP家族CINCINNATA（CIN）-like group，该家族被报道与锯齿状叶缘有关。基于上述研究，在Empire生菜LsTCP4的等位基因3'UTR中发现了1个逆转录转座子的插入，推测正是由于这一特异性结构变异，导致其在叶片中的转录水平低于Salinas，从而导致叶缘形状的差异。

上述研究结果得到了1个在高温环境下提高生菜产量的重要基因，为生菜品种的选育奠定了基础。研究结果于2020年2月1日在线发表于《Horticulture Research》上。