六七月的夏天，炎炎烈日蒸烤着大地，就连呼吸进的空气都是“火热”的。但这郁闷的天气完全抵挡不了小编高兴的心情呢，因为和菲沙合作的客户又发表文章了，啦啦啦~~~小编在这儿先恭喜西北农林科技大学和北京农林科学院的合作伙伴们。下面就让我们一起来品赏这些成果吧。

第一篇 西北农林科技大学许盛宝团队发表在“Plant Cell Physiol”上有关油菜素类固醇通过高冗余基因调控六倍体小麦根系发育研究的文章

油菜素类固醇通过高冗余基因调控六倍体小麦根系发育

        Brassinosteroid Regulates Root Development with Highly Redundant Genes in Hexaploid Wheat

        发表单位：西北农林科技大学

        期刊：Plant and Cell Physiol

        发表时间：2019.5.17

        IF：3.929

研究背景

        油菜素类激素（BR）是一种重要的植物激素，在植物发育和抗逆性方面发挥着重要作用。然而，由于小麦基因组的异常复杂和冗余性，使得我们对BR在小麦中作用的认识受到了限制，阻碍BR的功能研究。本研究以小麦幼苗根系为模型，探索和评价小麦BR途径的全局特性。

部分研究结果

        小麦细胞学的综合观察显示BR在促进侧根（LR）发生和确定根系直径方面的两种新功能，这两种功能在不同植物中可能是保守的。BRI1抑制因子1 (BRS1)是由BR诱导的，具有加速LR发生的作用。在本研究中，AtBRS1在小麦中的同源基因均由外源BR（EpiBL）和BR合成抑制剂brassinozole （BRZ）诱导。

        根系直径随着BR水平的增加而减小，根系直径的减小并不伴随着细胞长度的减小（图1），BR改变根细胞的形状（图2），使根优先向土壤深处生长，并通过减小根直径进行补偿。

图1 外源施用EpiBL或BRZ对小麦根系的影响

图2 外源施加EpiBL或BRZ对原根直径的影响

        许多已知基因参与BL处理后根系发育反应，包括ARF7、IAA14、IAA28和ARF19。BR调控小麦根系发育具有保守性，EpiBL处理后，BR的合成基因在转录水平上有较大的下降。小麦与水稻BR基因具有>80%的序列同源性，但与拟南芥基因具有<60%的序列同源性，单子叶植物和双子叶植物的BR体系差异主要存在于下游转录因子上。小麦基因组的一个典型特征是存在直系同源基因的冗余,同源基因间存在不平等的表达或沉默的拷贝，大多数冗余的拷贝保持活跃转录，对BR表现出相同的反应。部分基因的拷贝表现出相对的功能分化或亚功能化，突出六倍体小麦亚基因组中BR基因的功能冗余。

        利用拟南芥和水稻中参与BR生物合成和信号转导的26个基因进行小麦同源基因鉴定，系统进化分析显示小麦中含有95个候选基因（图3），它们多呈三个拷贝，均匀分布在小麦亚基因组A、B和D中，具有高度序列同源性（>80%）。这意味着小麦基因组发生的基因复制事件，复杂化BR相关基因的组成和冗余。

图3 小麦BR相关基因的鉴定与分析

        95个小麦BR候选基因中, 66个冗余基因在小麦根中高表达(FPKM > 1) (图4B)。小麦亚基因组中，部分BR基因的拷贝表现出相对的功能分化或亚功能化(图4A)。小麦具有完整的BR响应系统，系统中高度冗余的同源基因共同行使功能。

图4 小麦根系BR相关基因的表达分析

        小麦根系差异表达基因（DEGs）GO富集分析结果显示BR显著影响多种生物过程，尤其是脂质稳态、过氧化氢分解代谢过程、激素代谢过程；BR生物合成与淀粉/蔗糖代谢、半乳糖代谢和苯丙醇类生物合成一样，在KEGG中显著富集。BR通过调节小麦根系发育的关键基因表达影响小麦根系表型改变。具体表现为：高浓度BR处理后，PLT1/PLT2基因显著下调，抑制LR发生的IAA14和IAA28同源基因表达水平显著降低，诱导LR发生的LBD18、LAX表达上调（图5）。

        图5 DEGs的富集分析及根系BR标记基因的表达模式分析

        BR通路产物TaDWF4多拷贝基因在小麦BR合成途径中具有保守功能。

图6 TaDWF4基因的系统发育及功能分析

        BR对植物根系细胞形态和LR的产生具有调控作用。LR的出现早期受BR水平调节。

图7 小麦BR基因调控LR的发生过程

文章结论

        本研究通过细胞学、基因组学和遗传学的综合研究，确定了BR在调控根系直径和侧根出现中的新作用，为改善植物根系结构提供了新的策略。对六倍体小麦潜在的基因组成、基因功能冗余和分化进行的表征为研究BR途径以及更广泛的多倍体物种的调控机制提供新的思路。

第二篇 北京农林科学院蔬菜研究中心耿三省研究团队发表在“BMC Plant Biology”上有关辣椒第一花节高密度遗传图谱及QTL定位研究的文章

辣椒第一花节高密度遗传图谱构建及QTL定位

        High-density genetic map construction and QTL mapping of first flower node in pepper (Capsicum annuum L.)

       发表单位：北京农林科学院

       期刊：BMC Plant Biology

       发表时间：2019.3.31

       IF：3.670

研究背景

        第一花节（FFN）是评价辣椒果实早熟性的重要性状，该性状受数量性状位点(QTL)控制。然而，有关QTL定位和基因表达的研究还很有限。

部分研究结果

        本研究利用特异性位点扩增片段测序技术（SLAF-seq），基于146个重组自交系(RILs)开发了辣椒（Capsicum annuum L.）高密度的遗传图谱。该图谱包含12个连锁群(LGs)上的9328个SLAF标记，总遗传距离为2009.69 厘摩（cM），平均距离为0.22 cM。该图谱的测序深度为父本72.39X，母本57.04X，子代15.65X。利用遗传图谱，在LG02上鉴定了两种主要QTL，分别为Ffn2.1和Ffn2.2，与FFN密切相关。根据辣椒的注释信息，在Ffn2.1和Ffn2.2区域内发现了59个候选基因，其中3个有差异表达，通过GO、KEGG和Swiss-prot分析，最终确定了一个与FFN相关的基因CA02g30020，该基因编码F-box-LRR蛋白。

图8 三个选定基因的定量表达，实验数据来源于父母本QPM702和QFS871的RNA-seq结果

文章结论

        本研究构建了目前为止最饱和的辣椒全基因组遗传图谱，并利用该图谱对辣椒的重要性状FFN进行了精细的QTL定位。研究获得的QTLs和候选差异基因为进一步研究FFN相关基因及其在辣椒中的遗传应用奠定了良好的基础。

        菲沙基因转录组团队在上述研究中承担了RNA-seq测序以及分析工作，甚感荣幸！小编坚信菲沙认真搞科研的态度定能助力更多更好的成果发表，期待与您的合作~

参考文献：

[1] Hou L J, Zhao P, Wang X M, Xu S B, et al. Brassinosteroid Regulates Root Development with Highly Redundant Genes in Hexaploid Wheat [J]. Plant and Cell Physiol, 2019.

[2] Zhang XF, Geng S S, et al. High-density genetic map construction and QTL mapping of first flower node in pepper (Capsicum annuum L.) [J]. BMC Plant Biology, 2019.