油菜黄籽候选基因BjuA.YSC的功能研究

油菜黄籽与高含油量性状相关，黄籽种皮中不含原花色素，菜饼菜粕色泽鲜艳，有利于作饲料。因此选育黄籽高油分油菜品种是油菜育种的一个主攻方向。黄籽油菜种皮中原花色素合成途径的结构基因不表达，使得原花色素合成受阻，但在油菜中什么基因调控种皮原花色素合成途径的结构基因尚不明了。本研究以图位克隆方法克隆的芥菜型油菜A9染色体黄籽候选基因BjuA.YSC为研究对象，通过基因过表达和RNAi干扰研究BjuA.YSC基因功能，通过对黄黑籽近等基因系和转基因品系不同发育时期、不同组织器官BjuA.YSC基因的转录水平检测，基因启动子表达分析以及BjuA.YSC蛋白的亚细胞定位研究该基因的时空表达特性，利用基因芯片技术分析基因调控网络并通过酵母单杂交技术鉴定与BjuA.YSC基因互作蛋白基因，从而揭示BjuA.YSC基因表达的位置、时期和调控的性状及其可能调控油菜黄籽形成的作用机制，为油菜黄籽育种提供科学依据。

油菜黄籽与高含油量性状相关，选育黄籽高油分油菜品种是油菜育种的一个主攻方向。黄籽油菜种皮中原花色素合成途径的结构基因不表达，使得原花色素合成受阻，但在油菜中什么基因调控种皮原花色素合成途径的结构基因尚不明了。本研究在前期图位克隆获得芥菜型油菜A9染色体黄籽候选基因BjuA.YSC的基础上，对该候选基因在对黄籽及其黑籽近等基因系不同发育时期、不同组织器官的转录水平和亚细胞定位进行了研究，分析其时空表达特性，通过酵母单杂技术研究了该候选基因及其突变体与原花色素合成分枝点的关键酶DFR基因启动子的互作关系，进而通过基因芯片和转录组测序技术解析了在黄黑籽材料种皮中原花色素合成途径相关基因的表达，从而揭示候选基因BjuA.YSC编码bHLH转录因子基因BjuA.TT8，它在外显子7的插入突变导致基因功能丧失，不能激活DFR等原花色素合成基因表达，从而导致内珠被无原花色素积累，种皮透明，种子呈现胚的黄色。这些研究结果系统阐明了自然形成的油菜黄籽的分子机制，为培育油菜黄籽品种提供了科学依据。通过本项目的研究，共发表论文4篇（其中SCI收录1篇，影响因子3.7）；培养研究生3名。