每子房胚珠数 (ONPO) 决定了每果种子数的最大潜力,而种子数是作物种子产量的直接组成部分。本研究旨在利用新开发的油菜双单倍体 (DH) 群体剖析 ONPO 的遗传基础和分子机制。在所有四个研究环境中,201 个 DH 品系的 ONPO 呈正态分布,变化范围从 22.6 到 41.8,表明数量遗传适合于 QTL 定位。开发了 19 个连锁群内 2111 个标记的骨架遗传图谱,总长度为 1715.71 cM,标记间平均为 0.82 cM。连锁图谱鉴定出 10 个 QTL,分布在 8 条染色体上,解释 7.0-15.9% 的表型变异。其中四个与报道的相同,两个被重复检测到且影响相对较大,凸显了它们在标记辅助选择中的潜力。高、低 ONPO 品系两库子房(胚珠起始阶段)的植物激素定量分析显示,九种亚型植物激素的水平存在显著差异,表明它们在调节胚珠数量方面发挥着重要作用。转录组分析鉴定出两库之间 7689 个差异表达基因 (DEG),其中近一半富集到已报道的调控 ONPO 基因的功能类别中,包括蛋白质、RNA、信号传导、杂项、发育、激素代谢和四吡咯合成。整合连锁 QTL 作图、转录组测序和 BLAST 分析,鉴定出已报道的胚珠数基因的 15 个同源物和 QTL 区域中的 327 个 DEG,这些被视为直接和潜在的候选基因。这些发现进一步加深了对ONPO遗传基础和分子机制的认识,将有助于未来基因克隆和遗传改良,从而提高油菜种子产量。
图 1 胚珠切片图。A、B 野生型;C、D ino-1 突变体。所有胚珠的雌蕊端都朝右。(a)野生型胚珠处于第 2-IV 阶段,内珠被 (IIs) 和外珠被 (OIs) 已从合点开始发育。(b)野生型胚珠处于第 3-VI 阶段,OI 包围 II、珠心和合点区域。OI 的不对称扩张使珠孔开口位于胚珠的雌蕊端侧。(c)ino-1 突变体胚珠处于第 2-IV 阶段,其中只有 II 从合点开始发育。(d)ino-1 突变体胚珠处于第 3-VI 阶段,II 已覆盖珠心,但 OI 缺失导致珠孔朝向胚珠的雌蕊基部侧。 (a) 中的条在所有面板中均为 50 μ m。图表基于 Baker 等人(1997 年)和 Vijayan 等人(2021 年)。阶段来自 (Schneitz 等人,1995 年)。c,合点;f,珠索;i,内珠被;n,珠心;o,外珠被;*,珠孔。