文献类型： 中文期刊

作者： 宋超 ¹ ; 章时藩 ² ; 李菲 ² ; 张慧 ² ; 孙日飞 ² ; 刘伟 ² ; 李国亮 ² ; 张淑江 ² ;

作者机构： 1.中国农业科学院蔬菜花卉研究所/蔬菜生物育种全国重点实验室

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关键词： 大白菜;类胡萝卜素;金黄心;橘红心;调控机制;遗传规律;分子标记;生物育种

期刊名称： 蔬菜

ISSN： 1001-8336

年卷期： 2025 年 0Z1 期

页码： 108-121

摘要： 金黄心大白菜和橘红心大白菜都富含类胡萝卜素，颜色亮丽，广受欢迎，因此，内叶颜色成为大白菜新品种选育的重要目标性状之一，但是其调控机制尚不清晰。本研究利用金黄心和橘红心大白菜构建回交群体，并通过开发金黄心性状的BrGOLDEN基因和橘红心性状的Bror基因性状的分子标记，对BrGOLDEN和Bror的互作规律进行初步的分析；对成熟期金黄心大白菜和浅黄心大白菜的内叶进行转录组测序(RNA-seq)分析，了解类胡萝卜素代谢途径相关基因的表达；对BrGOLDEN启动子进行克隆并分析关键顺式作用元件，同时利用5'截短启动子克隆及GUS染色探究BrGOLDEN启动子的核心功能区域。遗传规律结合分子标记结果表明：显性基因BrGOLDEN与隐性基因Bror非独立遗传，Bror基因对BrGOLDEN基因表现为上位效应，即BrGOLDEN基因与Bror同时存在时，仅表现橘红心表型。转录组数据显示：金黄心大白菜中2-C-甲基-D-赤藓糖醇-4-磷酸(MEP)前体合成途径及类胡萝卜素合成途径相关基因的表达量基本都比浅黄心大白菜高；类胡萝卜素合成途径中合成八氢番茄红素聚合酶(PSY)、玉米黄质环氧化酶(ZEP)的基因表达量基本都高于途径上其他的基因，表明BrGOLDEN基因可能通过调控类胡萝卜素合成途径的起始和结束的相关基因来控制金黄心大白菜合成更多的类胡萝卜素。启动子功能分析结果表明：在启动强度上，不同缺失长度的启动子表现不同，并且BrGOLDEN基因启动子的核心作用元件可能在-1 111 bp到-601 bp；在该区间内存在着参与水杨酸反应的顺式作用元件、对厌氧诱导必不可少的顺式调节元件以及参与干旱诱导的MYB结合位点，说明该区间可能存在着一些转录因子在上游调控BrGOLDEN基因的表达，从而导致不同类型的大白菜内叶类胡萝卜素的差异积累。这些发现为进一步探究BrGOLDEN的分子调控机制提供了一定依据。