【摘 要】
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生菜是主要的叶用蔬菜之一,红色叶片富含花青素。花青素是一种重要的保健物质,具有抗氧化活性。除了丰富的叶色外,生菜的种子颜色有黑色、棕色和白色。种子颜色的形成与原花青素积累有关,在其他物种中有一定的研究,但在生菜中种子颜色的形成机理尚不明确。本实验室前期研究定位控制生菜棕色种子的基因在4 Mb范围内,确定了控制生菜黑白种子颜色的候选基因可能为Ls TT2（拟南芥TT2同源基因）。本课题得到以下结果:
【基金项目】
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国家自然科学基金项目（生菜紫色调控新基因（RLL5-7）的遗传克隆及生菜叶色的遗传网络解析）；
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生菜是主要的叶用蔬菜之一,红色叶片富含花青素。花青素是一种重要的保健物质,具有抗氧化活性。除了丰富的叶色外,生菜的种子颜色有黑色、棕色和白色。种子颜色的形成与原花青素积累有关,在其他物种中有一定的研究,但在生菜中种子颜色的形成机理尚不明确。本实验室前期研究定位控制生菜棕色种子的基因在4 Mb范围内,确定了控制生菜黑白种子颜色的候选基因可能为Ls TT2（拟南芥TT2同源基因）。本课题得到以下结果:1.分别构建Ls TT2敲除载体和超量表达载体,并进行转基因实验。转基因结果表明Ls TT2为控制生菜种子黑白颜色形成的基因。2.qRT-PCR和荧光素酶实验结果显示Ls TT2可以促进原花青素生物合成途径中多个结构基因的表达,在原花青素合成途径初期发挥调控作用。3.在控制棕色种子形成的定位区段内结合基因功能注释,表达量差异分析等方法,推测棕色种子生菜定位区间内两个加氧酶基因LG2228520和LG2228549为候选基因。基因敲除实验证明当上述两个基因功能缺失时,黑色种子呈现棕色,上述两个基因为控制棕色种子形成的关键基因,但是其作用机理未知。4.利用浅红生菜L35与深红生菜WD40aa杂交再自交获得F2代群体,在F2代群体中存在叶片红色深浅的分离。利用F2代极端混池进行RNA-seq测序,发现在2号染色体85-110 Mb区域内存在控制生菜叶片红色深浅的位点。筛选1,867株单株,进一步精细定位,最终将控制叶片红色深浅的基因定位于2号染色体95.79-101.95 Mb区域内,推测编码F-box蛋白的LG2195007为可能的候选基因。本研究确定了生菜种子颜色的候选基因,并进行了转基因功能验证,同时对确定生菜叶片红色的基因进行了精细定位,有助于进一步丰富植物中原花青素和花青素的调控机理。
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