甘蓝型油菜是世界上重要的油料作物,转座子占甘蓝型油菜基因组的 46.07%,是调控基因表达、影响农艺性状的重要元件。本研究鉴定出甘蓝型油菜中 384367 个 LTR 反转录转座子和 20362 个 DNA 元件为主要转座子类型,并在 503 份油菜材料中检测到 5816 个含 TIPs 和 TAPs 的转座子,其中,TIPs 和 TAPs 的核苷酸多样性高于 SNPs,而生态型间遗传分化程度与 SNPs 分析结果相近。
针对开花后 20 天和 40 天两个关键发育期,研究鉴定出 3611 个和 3495 个转座子相关 eQTLs,Gypsy 和 Copia 亚家族是核心贡献者。整合基因型开展 TWAS 分析发现,油脂相关基因的表达调控具有发育期特异性,20 天和 40 天分别鉴定出 583 个和 143 个与种子含油量显著关联的基因。cis-eQTL 分析显示,TEPs 作为大片段结构变异,在 18 个位点的关联信号强于 SNPs,是潜在因果变异,且其调控效应具有时间特异性,20 天的调控作用远显著于 40 天。本研究还通过泛转录组分析获得 52322 个参考基因组缺失的新转录本,筛选出 29788 个非泛基因组转录本,这类转录本富集于生长发育和代谢合成通路,其中 16257 个为转座子来源转录本,完善了转录活性转座子的群体丰度特征。同时,通过 BnaOmics 验证了 TEPs 鉴定结果的可靠性,搭建了结构变异整合到复杂性状因果推断分析的典型框架。
本研究系统解析了甘蓝型油菜转座子(TEs)的基因组与转录组变异特征,揭示了TEPs 在油菜基因表达调控中的核心作用,丰富了对转座子基因组进化调控功能的认知,为利用转座子变异开展油菜遗传改良奠定了重要基础。


甘蓝型油菜中全基因组范围内的转座元件(TEs)及其相关调控变异的分布
上述研究发表于《Horticulture Research》(1区TOP,2025分区表)。广西师范大学为该成果第一单位,第一作者为广西师范大学袁国香同学,通讯作者为广西师范大学梁语副教授,湘湖实验室/华中科技大学栗茂腾教授为共同通讯作者。华中科技大学李怀鑫博士(已毕业,现为中国农科院油料所博士后),国家油菜产业技术体系张宗急老师等对本研究进行大量指导和帮助。本课题组陶春露、黎旻鑫、代勤霞、王奕蓉同学参与了该研究。(本课题组同学在2024、2025连续2年获得全国大学生生命科学竞赛创新创业类全国一等奖,以及获得广西本科高校生物科学与生物工程类教学指导委员会第六届大学生创意、创新和创业竞赛全区一等奖,欢迎感兴趣的同学加入)。本研究得到国家自然科学基金,广西自然科学基金,大学生创新创业项目等资助。
论文链接:https://doi.org/10.1093/hr/uhaf356
桂公网安备45030502000260号)