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近日，南京农业大学作物遗传与种质创新国家重点实验室油菜遗传育种团队在Plant Physiology发表了 “A small chromosomal inversion mediated by MITEs confers cleistogamy in Brassica napus”的研究论文，阐明了油菜花瓣开放与闭合行为的形成机制。
油菜（Brassica napus）是常异花授粉作物开花期的花瓣开张，雌蕊可接受外来花粉。课题组在前期工作中发现了一种新型油菜种质，其花瓣在整个开花期是闭合的（不张开），授粉在闭合花瓣内完成，因而属于闭花授粉（cleistogamy）。该闭花授粉性状可帮助油菜实现自动自交，利于油菜保纯，因而有应用意义。
图1 闭花性状（CL）与传统开花（CH）油菜表型比较
该研究首先通过基因定位，将控制闭花行为的孟德尔遗传因子定位在在油菜C03染色体的85.4 kb区间内；然后，利用图位克隆方法，发现定位区间内存在一个29.8 kb染色体倒位；大群体试验中，倒位性状的分子标记与闭花性状遗传契合。研究发现，该倒位由微型反向重复转座子（Miniature Inverted repeat transposable elements，MITE）MITE BnDTH9介导。
图2 MITE BnDTH9介导的倒位形成过程
MITE BnDTH9介导的小片段倒位致使倒位使得倒位断点处基因BnaC03.FBA与BnaC03.EFO1表达模式发生互换性改变。遗传转化实验证明，倒位导致BnaC03.FBA基因在花瓣中过量表达，从而形成闭花性状。蛋白互作实验发现BnaC03.FBA参与SCF复合物的形成，通过泛素-26S蛋白酶介导靶蛋白降解调控花器官发育。
博士研究生万书贝和钟山青年研究员杨茂博士为该研究的共同第一作者，管荣展教授为该文的通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金、国家科技重大专项、中央高校基本科研业务费和南京农业大学Cyrus Tang 种子创新中心资助。
论文链接：
https://doi.org/10.1093/plphys/kiac395
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