南湖新闻网讯（通讯员 姚璇）近日，作物遗传改良全国重点实验室油菜团队郭亮教授、姚璇副教授课题组联合小麦团队陈伟教授课题组在Advanced Science发表题为"Marker metabolite-based multi-omics analysis identifies new loci controlling thousand seed weight in Brassica napus"的研究论文。研究创新性地通过基于标志代谢物的多组学联合分析揭示了油菜千粒重的遗传基础。

油菜是全球第二大油料作物，也是我国第二大食用植物油来源。千粒重是决定油菜产量的重要农艺性状。近期研究发现，泛素-蛋白酶体等多条途径在调控种子大小与重量中发挥重要作用。尽管已有研究通过QTL定位鉴定了多个千粒重相关位点，但油菜千粒重的遗传基础仍不清楚，在挖掘控制油菜千粒重的位点和基因方面，仍需要深入探索。

该研究以标志代谢物作为基因型与表型间的桥梁，通过多组学联合分析，首次构建了油菜千粒重三元关联网络（图1），涵盖133个代谢物、731个QTL和3321个基因。通过整合代谢物全基因组关联分析（mGWAS）、代谢物全转录组关联分析（mTWAS）与共表达网络分析（WGCNA），在A03染色体上鉴定到一个主效代谢物mQTL位点mQTL55，并成功克隆了该位点的候选基因BnaA03.TGA6，经过功能验证，发现BnaA03.TGA6是一个新的调控油菜千粒重的转录因子。BnaA03.TGA6通过调控标志代谢物水平，负向调控千粒重。进一步研究发现，BnaTGA6的突变导致泛素化途径关键基因BnaA07.DA2的表达量显著下降。通过Cut&Tag、EMSA和双荧光素酶实验证实，BnaA03.TGA6能够结合BnaA07.DA2启动子直接激活其表达。因此，在BnaTGA6突变体中BnaA07.DA2表达下调导致千粒重显著增加。该研究不仅揭示了油菜千粒重的遗传基础，还首次发现了BnaA03.TGA6通过泛素化途径调控油菜千粒重的机制（图2）。

图1 油菜千粒重三元关联网络

图2 BnaA03.TGA6调控油菜千粒重的分子机制

华中农业大学已毕业博士李隆（现为哈佛大学博士后）、华中农业大学博士后田志涛和华中农业大学/崖州湾国家实验室博士研究生吴晓玮为本文共同第一作者，华中农业大学/崖州湾国家实验室姚璇副教授、郭亮教授、华中农业大学陈伟教授为共同通讯作者。该研究得到了国家重点研发计划、国家杰出青年科学基金和崖州湾国家实验室基础研究项目的资助。

原文链接：https://doi.org/10.1002/advs.202512509

审核人：郭亮

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