大白菜 (Brassica rapa L. ssp. pekinensis ) 屬十字花科蕓薹屬，是我國(guó)的重要蔬菜作物之一。大白菜主要以結(jié)球葉片為食用器官，研究葉球形成對(duì)改良品種和定向育種具有重要意義，但大白菜葉球形成是由多基因調(diào)控的復(fù)雜生物學(xué)過(guò)程，其調(diào)控機(jī)制尚不明確。

2019年12月，Horticulture Research 在線發(fā)表了題為 Genome-wide transcriptome analysis reveals molecular pathways involved in leafy head formation of Chinese cabbage (Brassica rapa ) 的研究論文，荷蘭瓦赫寧根大學(xué)植物育種系和河北農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院為共同通訊單位，孫曉雪博士為該論文的第一作者，Guusje Bonnema副教授和趙建軍教授指導(dǎo)完成。該研究通過(guò)比較結(jié)球大白菜和不結(jié)球普通白菜（Brassica rapa  L. ssp.chinensis）之間細(xì)胞組織結(jié)構(gòu)和轉(zhuǎn)錄水平在不同生長(zhǎng)階段的差異，分析了葉球發(fā)育的關(guān)鍵時(shí)期，初步揭示了葉球形成的轉(zhuǎn)錄調(diào)控機(jī)制。

Fig. 2: Hierarchical cluster analysis using the probes from five WGCNA genotype-affected modules that differentiate the two Chinese cabbages (CC-Z16 and CCA-03) from PC-024.

研究表明，結(jié)球白菜和不結(jié)球普通白菜葉片無(wú)論是在葉片細(xì)胞結(jié)構(gòu)還是基因轉(zhuǎn)錄水平上，都在蓮座期產(chǎn)生了明顯不同。向內(nèi)卷曲的大白菜葉片比平展的不結(jié)球白菜葉片葉片海綿組織細(xì)胞間隙顯著增大。結(jié)合轉(zhuǎn)錄組分析，差異表達(dá)基因主要被富集到“細(xì)胞”和“細(xì)胞壁”發(fā)育通路，并鑒定了BrTUB 家族的4個(gè)相關(guān)候選基因BrTUB1 (Bra015815)、BrTUB3–1 (Bra018184)、BrTUB3-3 (Bra019493) 和BrTUB4 (Bra033737)。該研究結(jié)果將有助于了解大白菜葉球形成的分子機(jī)制。

該研究主要在中-荷聯(lián)合培養(yǎng)博士項(xiàng)目、河北省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃國(guó)際合作項(xiàng)目資助下完成。