研究揭示了雪里芥末如何对全裂叶形耐寒

叶子被芥末芥末叶子破碎，具有很强的耐寒性。叶子类型是芥末蔬菜育种过程中选择的重要目标之一。近日，信阳师范大学生命科学学院副教授衡双平研究小组与华中农业大学芥末遗传育种团队教授万正杰在《农业科学日报》(英语)中完成了研究 (Journal of Integrative Agriculture，JIA) 正式发布。研究完成了芥菜芥末的优质基因组，发现Bjrco基因复制的增加和高表达共同调节了芥末叶形由简单变为复杂。

芥菜(Brassica juncea)云苗作为十字花科中重要的蔬菜、调味料和油作物，广泛种植于世界各地。芥末不仅可以用来新鲜食用，还可以煮、腌制或干燥，是一种受欢迎的蔬菜。在高纬度和寒冷地区，裂叶植物比非裂叶植物对低温的适应性更好。

研究测序和组装了芥末的基因组。芥末的基因组长度为961.72 Mb, N50为6.565 Mb。通过与已测序的四个芥菜基因组进行比较，鉴定了基因组的共线性区域、SNPS和indels。

在此基础上，通过比较基因组分析，在雪里芥末A10染色体Bjrco替代段发现了5个Bjrco基因，并发现大片段重复序列增加了Bjrco基因的复制量。转录组测序结果表明，Bjrco基因在多回羽状全裂叶中的转录表达高于锯齿形叶。

基因拷贝数变异检测发现，Bjrco的基因拷贝数添加到多回羽状全裂叶中。随着Bjrco基因拷贝数的增加和高表达，芥末叶形由简单变为复杂。进一步验证发现，Bjrco基因编辑芥末叶形由多回羽状全裂叶变为简单叶。

芥末的高质量基因组测序不仅为叶芥末基因组提供了新的观点，而且有助于进一步分析叶变异的分子机制。

信阳师范大学生命科学学院衡双平是本文的通讯作者。本研究得到了国家自然科学基金、河南科技研究项目和信阳师范大学南湖学者青年学者规划的支持。