番茄始花节位基因BOSS的克隆及其受RNA编辑调控的机理解析

Flowering time of tomato not only determines the maturity of varieties, but also affects the yield as a result of sympodial branching habit. Therefore, as major player of flowering time, the node of the first inflorescence has its significance on researcgg and production. Tomato flowering time is complex quantitative trait and has been limited by traditional genetic methods. In this study we comprehensively utilize genome-wide association study on natural population and genetic linkage analysis on F2 separation population to identify those QTLs related to the node of the first inflorescence in tomato. The candidate QTL (qLN9.1) includes a novel gene served as the Balancer on SP and SFT (BOSS). The transcripts of BOSS seem regulated RNA editing (not alternative splicing) and the different transcripts of BOSS coordinate the florigen system of SP/SFT expressions. Therefore, this study will provide the basic knowledge on the flowering and yielding of tomato at the whole-genome level and molecular level.

番茄具有合轴分枝的习性，因此番茄的花期不仅决定品种的熟性，还影响产量；因此，作为衡量番茄花期指标之一的始花节位性状就具有重要的研究意义。始花节位是复杂的数量性状，传统的遗传学手段限制了对始花节位性状重要遗传位点的发掘。本研究综合利用全基因组关联分析技术结合F2分离群体的遗传连锁分析技术，发掘和鉴定番茄始花节位有关的重要4个QTLs，其中位于qLN9.1的基因BOSS（Balancer on SP and SFT）是最主要的候选基因，鉴定BOSS基因的功能，并揭示其受RNA编辑（非选择性剪接）的调控机制，进而阐述BOSS不同转录本平衡协调调控成花素系统SP/SFT表达的分子机理，以期为番茄熟性和产量育种提供全基因组水平和分子水平的依据。

番茄的产量和成熟期对市场供应具有重要的作用。番茄的始花节位（第一花序节位）作为产量和成熟期的重要影响因素，具有较高的研究价值。然而，始花节位是复杂的数量性状，传统的遗传学手段限制了对始花节位重要基因的鉴定克隆。本研究综合利用全基因组关联分析技术，发掘和鉴定番茄始花节位相关的重要QTLs（qFIN3，qFIN6，qFIN9, qFIN12）；克隆并鉴定了一个新的功能基因BOSS（Balancer of SP and SFT1，locates in qFIN9），功能研究，发现其转录后RNA编辑及其编辑后的转录本BOSS-β可促进开花，且使得茎尖SAM提前过渡到成花转换期的形态，原始转录本BOSS-α则无对应的开花促进效应；进一步机理研究发现，BOSS基因的RNA编辑导致了其自身E3泛素连接酶活性的改变，并在翻译后水平调控自身和成花素基因SFT1的蛋白积累，同时BOSS基因在转录水平又会被反成花素基因SP所调控，这种RNA编辑介导的成花素/反成花素的平衡机制为深入揭示植物开花提供了新的见解，也将为番茄熟性和产量育种提供全基因组水平和分子水平的依据。