研究人员发现葡萄藤矮化基因

研究人员已鉴定出首个与油菜素内酯生物合成相关的葡萄藤矮化突变体，这一发现有望帮助育种者培育更适合密植和机械化耕作的葡萄藤。

这项研究于周一发表在《Theoretical and Applied Genetics》上，研究人员将这一性状追溯到位于14号染色体上的VviBR6OX1基因。该基因参与油菜素内酯的合成，而油菜素内酯是一类调控植物生长的激素。研究团队还利用CRISPR/Cas9在葡萄藤中重现了这种矮化表型，证实了该基因在控制藤蔓株型中的作用。当他们编辑第二个相关基因VviBR6OX2时，植株变得更加紧凑。

这项工作来自康奈尔大学葡萄育种与遗传学项目，研究重点是一条自然出现的矮化系，该材料发现于PI 200569、又名Yugoslav 5-24的后代中。突变植株叶片小而深绿，叶柄短，节间短。在温室和田间试验中，这一矮化性状呈隐性遗传，并符合3比1的分离比例，表明其受单一位点控制。

为进一步缩小致因范围，研究人员将标记性状关联分析与混合RNA测序结合起来。他们在14号染色体上发现了强信号，随后将候选区域细化到一个137 kb的区间，其中包含9个基因。其中一个尤为突出：VIT_214s0083g01110，它编码油菜素内酯-6-氧化酶。在葡萄藤命名体系中，该基因被称为VviBR6OX1。

研究团队在该基因中发现了两个框内缺失：一个位于外显子1，长度为12个碱基对；另一个位于外显子4，长度为9个碱基对。对葡萄种质资源的调查显示，9个碱基对的缺失最可能导致这种矮化表型。突变植株同时携带这两处缺失，而较高大的植株则大多携带野生型序列。

为验证VviBR6OX1是否确为致因基因，研究人员使用CRISPR/Cas9敲除了鲜食葡萄品种Scarlet Royal中的该基因。编辑后的植株表现出类似的矮化形态，枝梢更短、整体株型更小。在部分材料中，同时编辑VviBR6OX2还使植株更加紧凑。

这一发现之所以重要，是因为葡萄生产至今仍高度依赖人工完成修剪、整形和采收。更小型的葡萄藤有助于培育适合高密度栽植、并降低劳动力成本的品种。该研究将油菜素内酯通路纳入育种者可用于塑造藤蔓生长的遗传路径之列，此前相关工作主要集中在与赤霉素有关的矮化基因上。

作者表示，这一发现为培育株型改良、以及其他与油菜素内酯生物学相关性状的葡萄提供了一项新的遗传资源。