Ärter är den fjärde största ätbara baljväxtgrödan i världen och odlas i stor utsträckning över hela världen. Flera klassiska bladmutanter har identifierats i ärter, inklusive unifoliata (uni), afila (af), känsellösa (tl), cocholeata (coch), stipul reducerad (st).
På 1970-talet introducerade ärtuppfödare af-mutationen för att utveckla "halvt tendrillless" ärtsorter, som kännetecknas av att alla pinnae blir rankor men behåller ett par normala stipuler. Den "halvt tendrillless" mutationen har sedan dess använts flitigt över hela världen. AF-genlokuset har dock inte klonats hittills.
I en studie publicerad i Physiologia Plantarum , identifierade forskare från Xishuangbanna Tropical Botanical Garden (XTBG) vid den kinesiska vetenskapsakademin kandidatgenerna för den klassiska ärtmutanten afila som PsPALM1a och PsPALM1b, och förtydligade ytterligare hur den konserverade molekylära regleringsmodulen AF-UNI (ärta)/MPL1 -CaLFY (kikärter)/PALM1-SGL1 (alfalfa) förmedlar distinkt sammansatt bladmorfogenes.
Fenotypisk statistisk analys av afila-mutanten avslöjade att alla basala sidoblad av dess sammansatta blad omvandlades till rankor, medan klängstrukturen i toppen inte visade någon signifikant förändring jämfört med vildtypen.
Molekylär analys avslöjade att AF-genlokuset är starkt associerat med två tandem arrangerade PsPLAM1a- och PsPLAM1b-gener, båda kodar för Cys(2)His(2) zinkfingerproteintranskriptionsfaktorer, som är ortologa till den rapporterade PALM1 i taggig alfalfa, MPL1 i kikärter och POP i akleja.
Ytterligare in situ-hybridisering visade att PsPALM1a och PsPALM1b är specifikt uttryckta i basalbladsprimordia av tidiga sammansatta bladprimordia, medan de är lågt uttryckta i den övre delen av sammansatta bladprimordia (framtida rankor utvecklingsområde) och stipula primordia. Knockout av PsPALM1a- och PsPALM1b-gener genom virusinducerad gentystnad kan främja omvandlingen av basala sidoblad till rankor.
"Vår studie ger nya insikter i bildandet av mekanismen för sammansatta blads morfologiska mångfald i naturen. Den erbjuder också viktig teoretisk vägledning och genetiska resurser för molekylär förädling och genetisk förbättring av semi-bladlösa egenskaper hos ärter", säger He Liangliang på XTBG.
Mer information: Zhuo Yuan et al, Mutations of PsPALM1a och PsPALM1b associerade med afila-fenotypen i Pea, Physiologia Plantarum (2024). DOI:10.1111/ppl.14310
Tillhandahålls av Chinese Academy of Sciences
