記者3月10日從湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)獲悉，該校農(nóng)學(xué)院教授劉忠松團(tuán)隊(duì)聯(lián)合國(guó)內(nèi)外相關(guān)單位，歷經(jīng)20余年攻關(guān)，從分子水平揭示了黃籽油菜高油積累的“底層邏輯”，并根據(jù)基因演變過程闡明了我國(guó)西南地區(qū)是這類油菜的單一起源地。相關(guān)成果日前在線發(fā)表在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《美國(guó)科學(xué)院院報(bào)》上。

油菜種子顏色多為黑色或褐色，但芥菜型油菜、白菜型油菜和埃塞俄比亞芥中卻存在自然變異的黃色種子，即黃籽。由于黃籽油菜的含油量顯著高于黑籽或褐籽油菜，因此黃籽油菜育種已成為全球油菜育種的重要研究方向。但長(zhǎng)期以來，業(yè)界尚不完全清楚黃籽油菜形成的分子機(jī)制及其高含油量的原因，也不清楚黃籽油菜的起源地和時(shí)間。

劉忠松團(tuán)隊(duì)對(duì)此展開了長(zhǎng)達(dá)二十余年的研究。他們對(duì)芥菜型油菜地方品種四川黃籽、紫葉芥進(jìn)行了全基因組T2T組裝，并對(duì)包含芥菜型油菜在內(nèi)的480份芥菜種質(zhì)進(jìn)行了重測(cè)序。在此基礎(chǔ)上，團(tuán)隊(duì)通過全基因組關(guān)聯(lián)分析和連鎖作圖，圖位克隆出了芥菜型油菜黃籽調(diào)控基因TT8s，并證實(shí)該基因突變是導(dǎo)致黃籽油菜種皮不積累原花色素、種皮透明、種子呈現(xiàn)黃色胚的重要原因。

團(tuán)隊(duì)對(duì)全球1000余份種質(zhì)的基因TT8s進(jìn)行了變異分析，發(fā)現(xiàn)有14種不同變異類型。通過計(jì)算不同變異類型的出現(xiàn)時(shí)間，并結(jié)合其地理分布，他們進(jìn)一步闡明了芥菜型黃籽油菜在大約2300年前起源于中國(guó)西南地區(qū)。

此外，團(tuán)隊(duì)還在多環(huán)境中種植了重測(cè)序的芥菜種質(zhì)，測(cè)定它們的含油量、粒重和皮殼率等性狀。通過全基因組關(guān)聯(lián)分析，他們發(fā)現(xiàn)了另一個(gè)基因STKs，并證實(shí)它與基因TT8s協(xié)同調(diào)控了黃籽油菜的種子顏色、低皮殼率和高油分積累，進(jìn)一步揭示了黃籽油菜高油積累的分子基礎(chǔ)。

“種植一畝黃籽油菜，比種植黑籽油菜能多產(chǎn)油10—20公斤，對(duì)保障我國(guó)食用油安全具有重要意義。我們的研究發(fā)現(xiàn)有望為黃籽油菜新品種選育提供新的策略和基因資源。”團(tuán)隊(duì)成員、湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)教授錢論文說。