发布人:     发布日期: 2025-11-26    浏览次数:

近日，The Plant Journal在线发表了南京农业大学作物遗传与种质创新利用全国重点实验室油菜遗传育种团队的最新研究成果“Alteration of BIN2-like1 interactions with HY5 and BZR1 may help to create ideal plant architecture in Brassica napus L.”。该研究通过图位克隆得到调控油菜素内酯信号转导关键因子BnaC04.BIL1，系统揭示了其通过与BnaHY5s和BnaBZR1s互作调控油菜株型的分子机制。

株高是理想株型育种和作物产量最重要的目标之一，降低株高可有效提高作物抗倒伏力、收获指数，更适于机械化收获。因而，育种家们普遍认为矮化育种是当前及未来油菜高产育种的方向。研究团队在育种材料中发现1个甘蓝型油菜矮秆材料Bndwarf2，采用图位克隆方法分离了矮秆基因BnaC04.BIL1，该基因属于GSK3-like家族基因，与BIN2同源，参与油菜素内酯信号转导。该基因在保守结构域出现了功能域氨基酸改变（Thr187Ser）。遗传转化证明BnaC04.BIL1是调控Bndwarf2的矮秆基因。进一步研究显示BnaC04.BIL1^Mut蛋白与BnHY5s和BnaBZR1s互作较强，而野生型BnaC04.BIL1^WT与BnHY5s和BnaBZR1s互作信号较弱。因此，是保守结构域中的Thr187Ser突变，影响了BnaC04.BIL1的蛋白结构和蛋白互作，从而影响生长发育。转录因子HY5，可以增强BnaC04.BIL1^Mut活性，劣化株型。利用基因CRISPR编辑技术，敲除全部或者部分BnHY5类基因，使之不能够过分增强BnaC04.BIL1^Mut活性，从而达到改良矮秆株型的效果。在含有BnaC04.BIL1^Mut基因的矮秆种质中过表达BnaA07.BZR1和BnaC06.BZR1基因，可以改变细胞核内BZR1富集程度，从而增加生长量，得到了株型紧凑、高矮适中、适于机械化、高产的株型。总之，该研究为油菜株型改良，创建理想株型探索出了一条可行路线。

图1 BnaC04.BIL1^Mut株型改良

图2 BnaC04.BIL1与BnaHY5、BnaBZR1调控株型

南京农业大学农学院杨茂博士（钟山青年研究员）系该项研究成果第一作者，管荣展教授为该文的通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金和国家重点研发项目的资助。

论文链接：http://dx.doi.org/10.1111/tpj.70576