花生是我國(guó)重要的油料與經(jīng)濟(jì)作物，是食用植物油和蛋白質(zhì)的重要來(lái)源。目前受花生單產(chǎn)水平影響，現(xiàn)有花生供給能力遠(yuǎn)不能滿足消費(fèi)需求?；ㄉa(chǎn)量相關(guān)性狀遺傳基礎(chǔ)研究的匱乏，是制約高產(chǎn)育種的“瓶頸”。挖掘花生產(chǎn)量相關(guān)性狀，尤其是莢果長(zhǎng)、果重等與產(chǎn)量密切相關(guān)的功能基因，解析其遺傳基礎(chǔ)和分子調(diào)控機(jī)制，將是花生突破高產(chǎn)育種瓶頸的有效途徑。近日，殷冬梅教授團(tuán)隊(duì)歷時(shí)七年，通過(guò)正向遺傳學(xué)手段成功定位并克隆了控制花生莢果大小的重要功能基因PSW1，該基因編碼一個(gè)LRR-RLK蛋白激酶，在編碼蛋白保守的618位發(fā)生變異，由絲氨酸突變?yōu)楫惲涟彼?，同時(shí)在啟動(dòng)子區(qū)域有STRs插入。Y2H、Pull-down和Co-IP等相關(guān)實(shí)驗(yàn)證實(shí)PSW1能夠與BAK1互作，正調(diào)控干性調(diào)節(jié)因子PLT1的表達(dá)，進(jìn)而增進(jìn)了莢果的膨大；在自然群體中PSW1hapII單倍型是稀有突變類(lèi)型，僅占6%左右；根據(jù)該基因開(kāi)發(fā)的分子標(biāo)記可以早期輔助分子育種，提高育種效率；該研究工作為花生莢果發(fā)育調(diào)節(jié)機(jī)制提供了重要的基因資源。該成果以“PSW1, an LRR receptor kinase, regulates pod size in peanut”為題全文發(fā)表在國(guó)際知名期刊Plant Biotechnology Journal。農(nóng)學(xué)院博士生趙昆昆、青年教師邱鼎副教授，湖南大學(xué)汪龍副教授為論文共同第一作者；河南農(nóng)業(yè)大學(xué)殷冬梅教授和湖南大學(xué)于峰教授為共同通訊作者。該項(xiàng)工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金聯(lián)合重點(diǎn)項(xiàng)目、河南省重點(diǎn)研發(fā)、河南省產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系等項(xiàng)目資助。

 

　　DNA胞嘧啶甲基化是一種重要的表觀遺傳修飾，在維持基因組穩(wěn)定性、調(diào)節(jié)基因表達(dá)、發(fā)育調(diào)控等植物生物學(xué)過(guò)程中均發(fā)揮著重要的作用。近日，河南農(nóng)業(yè)大學(xué)殷冬梅教授團(tuán)隊(duì)首次構(gòu)建了花生籽粒發(fā)育的動(dòng)態(tài)甲基化圖譜。研究結(jié)果以“Dynamic DNA methylation modification in peanut seed development”為題，發(fā)表在國(guó)際知名期刊iScience 上。

 

　　該研究以野生型花生及其小籽突變體為材料，綜合利用全基因組亞硫酸氫鹽測(cè)序（WGBS）、轉(zhuǎn)錄組、細(xì)胞學(xué)等技術(shù)，構(gòu)建了花生種子發(fā)育的DNA甲基化譜。研究發(fā)現(xiàn)，隨著發(fā)育進(jìn)程，花生種子CHH胞嘧啶甲基化水平整體升高，其主要與甲基化酶（DRM2）和去甲基化酶的表達(dá)相關(guān)；其中突變體中存在大量的差異甲基化區(qū)域和差異表達(dá)基因，主要富集在籽粒發(fā)育、植物激素、細(xì)胞分裂、蔗糖生物合成等重要通路?？傊?，DNA甲基化通過(guò)改變內(nèi)源激素合成或穩(wěn)態(tài)調(diào)控基因表達(dá)水平來(lái)調(diào)節(jié)激素含量，并最終影響花生籽粒發(fā)育。研究結(jié)果為闡明DNA甲基化在花生種子發(fā)育中的功能提供了基因信息。河南農(nóng)業(yè)大學(xué)青年教師李忠峰博士、趙凱博士和華中農(nóng)業(yè)大學(xué)劉潛博士為論文共同第一作者，河南農(nóng)業(yè)大學(xué)殷冬梅教授和華中農(nóng)業(yè)大學(xué)趙毓教授為共同通訊作者。該項(xiàng)工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金聯(lián)合重點(diǎn)項(xiàng)目、河南省重點(diǎn)研發(fā)、河南省產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系等項(xiàng)目資助。

 

　　殷冬梅教授領(lǐng)銜的河南農(nóng)業(yè)大學(xué)花生功能基因組創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，依托于河南省花生基因組與分子育種工程技術(shù)研究中心，主要從事花生種質(zhì)資源創(chuàng)制與分子育種，基因組與功能基因挖掘，產(chǎn)量品質(zhì)性狀形成機(jī)制與調(diào)控等方面的研究。圍繞花生種業(yè)“卡脖子”等重要科學(xué)問(wèn)題開(kāi)展工作，已在Advanced Science、Genome Biology、Plant Biotechnology Journal、The Crop Journal等國(guó)際著名期刊上發(fā)表了120余篇學(xué)術(shù)性文章，取得多項(xiàng)原創(chuàng)性研究成果。