中国农业科学 | 广东省农业科学院蔬菜研究所孙保娟课题组解析上位基因控制的茄子果色遗传效应

茄子属于茄科茄属，在茄科蔬菜生产中占有重要的地位。茄子以果实为产品，是世界卫生组织推荐的世界十大健康蔬菜之一。茄子果皮颜色（以下统称果色）丰富多样，不同区域对果色选择具有不同的消费习惯。茄子果色是决定商品外观品质和价格的重要因素，因此，果色是茄子育种过程中的一个重要选育性状。

近期，广东省农业科学院蔬菜研究所/广东省蔬菜新技术研究重点实验室孙保娟课题组完成的题为“上位基因控制的茄子果色遗传效应解析”的研究论文在《中国农业科学》2023年第56卷23期正式发表。

本文以花青素合成结构基因ANS（P）突变的白花白果母本19141、未知突变基因位点的白花白果父本19142及其紫红果F1、果色分离的F2群体为试验材料，探讨上位基因控制的茄子果色遗传规律；克隆已知的茄子果色相关D（SmMYB1）和Y（SmDFR）基因，探明父本19142突变的果色基因和方式；开发基因内分子标记，对F2进行基因分型以及与其他果皮无花青素沉着茄子亲本杂交验证，解析上位基因调控茄子果色遗传的分子基础。

不同世代果色分离比

结果显示，E4450 F2紫红果和白果单株分离比符合3对上位基因控制的27﹕37的分离比率，19141的P基因位点发生突变，基因型为DDppYY；19142的D和Y基因位点同时发生了突变，基因型为ddPPyy。克隆测序发现，19142的SmMYB1发生可变剪接，导致第2外显子跳跃。19142的SmDFR起始密码子上游-326 bp的SNP（C→G），导致启动子缺失了1个CAAT-box顺式作用元件；在第2外显子最后一个碱基G变C，发生剪切位点突变。

果色相关基因序列差异及分子标记开发位点

基于SmMYB1、SmANS和SmDFR遗传变异，开发了基因内分子标记对E4450 F2单株进行基因分型，结果发现基因型与表型完全吻合；D_P_Y_对应紫花紫红果表型，ddP_Y_基因型对应紫花白果表型，D_ppY_、D_P_yy、D_ppyy、ddppY_、ddP_yy和ddppyy基因型对应白花白果表型。19142与白果自交系19147（dtdtPPYY）和绿果自交系19144（DDPPyy）分别杂交，结果发现F1果色分别为白色和绿色，果皮无花青素沉着，这进一步证明了19142是SmMYB1和SmDFR两个基因同时发生突变。

父本19144、父本19147及其与19142杂交后代F₁的花和果实表型

2个白花白果茄子亲本杂交F₁代果皮呈紫花紫红色，且F₂代白果单株比例大于紫红果单株比例，这种特殊遗传规律是由于其中的一个亲本在花青素合成代谢通路的1个基因位点发生了突变，另外一个亲本在花青素合成代谢通路的另外2个基因位点发生了突变。两亲本3个突变基因上位互作产生了F₂分离后代有花青素沉着果实单株和无花青素沉着果实单株27:37的特殊分离比率。两个白果亲本杂交F₁为紫红色，是由于3个上位基因位点D、P和Y同时处于杂合状态，花青素合成得以恢复。

该研究获得广西科技重大专项（桂科AA22068088）、广东省现代农业产业技术体系（2023KJ110）、广东省现代农业产业技术体系（2023KJ106）、广东省级乡村振兴战略专项资金种业振兴项目（2022-NPY-00-026）的资助。

论文链接：

《上位基因控制的茄子果色遗传效应解析》

引用本文：

陈锦溶, 吕紫见, 范丽莎, 游倩, 李涛, 宫超, 孙光闻, 李植良, 孙保娟. 上位基因控制的茄子果色遗传效应解析[J]. 中国农业科学, 2023, 56(23): 4729-4741.

CHEN JinRong, LÜ ZiJian, FAN LiSha, YOU Qian, LI Tao, GONG Chao, SUN GuangWen, LI ZhiLiang, SUN BaoJuan. Analysis of Genetic Effect of Fruit Color Controlled by Epistatic Genes in Eggplant[J]. Scientia Agricultura Sinica, 2023, 56(23): 4729-4741.