JIPB | 华中农业大学发现调控油菜籽粒大小的新基因BnaA3.AHK2,助力高产育种
- 2026-02-09 03:08:47
JIPB | 华中农业大学发现调控油菜籽粒大小的新基因BnaA3.AHK2,助力高产育种
油菜是全球重要的油料作物，我国的年种植面积超750万公顷，总产量达1630万吨。然而，我国油菜单位面积产量长期停滞不前，亟需在产量性状遗传改良方面取得突破。种子大小与千粒重是影响作物产量的关键因素，但其在多倍体作物中的分子调控机制仍知之甚少。 近日，JIPB在线发表了华中农业大学洪登峰教授团队题为“BnaA3.AHK2 modulates seed weight and size development through a non-canonical cytokinin signaling pathway in Brassica napus”的研究论文 (https://doi.org/10.1111/jipb.70069)。该研究鉴定到一个新的调控种子大小的关键基因BnaA3.AHK2。该基因位于千粒重QTL cqSW.A03-2区域内，编码组氨酸激酶 (图1)，并通过一种不依赖细胞分裂素的特殊信号途径调控种子大小 (图2)。 该研究发现，过表达BnaA3.AHK2使油菜种子千粒重显著提高5%–7%，而RNA干扰该基因则导致千粒重降低6.12%；在细胞学水平上，BnaA3.AHK2基因通过促进种皮细胞扩张增加种子大小，而不影响种皮细胞数目或胚乳的发育。蛋白互作验证表明，BnaA3.AHK2通过与BnaAHP蛋白互作，进而影响BnaARR转录因子对下游细胞扩张相关基因 (XTH24、CYCD1;1、LAC17) 的表达而发挥作用。有趣的是，该基因的功能不依赖于经典的细胞分裂素信号通路，对现有的种子大小调控通路是有益的补充。 单倍型分析显示，BnaA3.AHK2在现代育种过程中受到了人工选择。将该基因的优良单倍型导入杂交种后，杂交种的千粒重提高了5.35%，而角果长度、每角果粒数等农艺性状没有发生明显变化。综上所述，BnaA3.AHK2为打破种子重量/数量负相关、推动高产育种提供了重要遗传靶点。 
本研究由华中农业大学作物遗传改良全国重点实验室杨光圣教授和洪登峰教授团队合作完成，已毕业博士焦禹顺和在读博士生梁宝玲为共同第一作者。该研究得到国家重点研发计划 (2022YFD1200400) 和国家自然科学基金 (U23A20190, 32072099, 31971977) 资助。 文章引用： Jiao, Y., Liang, B., Wang, P., Guo, S., Wang, H., Dai, L., Li, X.,Lin, S., Zhao, D., Xin, Q., et al. (2025). BnaA3.AHK2 modulatesseed weight and size development through a non-canonical cy-tokinin signaling pathway in Brassica napus.J. Integr. Plant Biol. https://doi.org/10.1111/jipb.70069 领域合集： JIPB 面向全球读者，刊载整合植物生物学领域的重要创新成果，包括宏观与微观层面的原创研究论文、综述、简讯、新资源、新技术以及评论性文章等。2025年期刊指标显示：2年SCI_IF: 9.3，5年SCI_IF: 10.8，位列植物科学 TOP 3.1% (Q1 区)；Scopus CiteScore 19.1，位居植物科学 TOP 2%。JIPB属于中科院期刊分区生物学大类 1 区、植物学小类 1 区，入选中国科协《植物科学领域高质量期刊分级目录》T1 级期刊，获得由科技部等七部门联合实施的“中国科技期刊卓越行动计划” 连续两期项目资助 (2019–2028)。 
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图1 近等基因系产量相关性状的表型分析
图2 甘蓝型油菜BnaA3.AHK2对油菜籽粒重量和大小的调控模型
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