近日，河南农大殷冬梅教授团队在花生产量相关性状荚果/籽粒大小功能基因及分子调控机制解析方面取得重要进展，在国际著名学术期刊Plant Biotechnology Journal和iScience连发两篇高水平科研论文，为破解花生产量相关性状基因密码，促进花生产量提升等方面做出重要贡献。
花生是我国重要的油料与经济作物，是食用植物油和蛋白质的重要来源。目前受花生单产水平影响，现有花生供给能力远不能满足消费需求。花生产量相关性状遗传基础研究的匮乏，是制约高产育种的“瓶颈”。挖掘花生产量相关性状，尤其是荚果长、果重等与产量密切相关的功能基因，解析其遗传基础和分子调控机制，将是花生突破高产育种瓶颈的有效途径。近日，殷冬梅教授团队历时七年，通过正向遗传学手段成功定位并克隆了控制花生荚果大小的重要功能基因PSW1，该基因编码一个LRR-RLK蛋白激酶，在编码蛋白保守的618位发生变异，由丝氨酸突变为异亮氨酸，同时在启动子区域有STRs插入。Y2H、Pull-down和Co-IP等相关实验证实PSW1能够与BAK1互作，正调控干性调节因子PLT1的表达，进而增进了荚果的膨大；在自然群体中PSW1hapII单倍型是稀有突变类型，仅占6%左右；根据该基因开发的分子标记可以早期辅助分子育种，提高育种效率；该研究工作为花生荚果发育调节机制提供了重要的基因资源。该成果以“PSW1, an LRR receptor kinase, regulates pod size in peanut”为题全文发表在国际知名期刊Plant Biotechnology Journal。农学院博士生赵昆昆、青年教师邱鼎副教授，湖南大学汪龙副教授为论文共同第一作者；河南农业大学殷冬梅教授和湖南大学于峰教授为共同通讯作者。该项工作得到了国家自然科学基金联合重点项目、河南省重点研发、河南省产业技术体系等项目资助。
DNA胞嘧啶甲基化是一种重要的表观遗传修饰，在维持基因组稳定性、调节基因表达、发育调控等植物生物学过程中均发挥着重要的作用。近日，河南农业大学殷冬梅教授团队首次构建了花生籽粒发育的动态甲基化图谱。研究结果以“Dynamic DNA methylation modification in peanut seed development”为题，发表在国际知名期刊iScience 上。
该研究以野生型花生及其小籽突变体为材料，综合利用全基因组亚硫酸氢盐测序（WGBS）、转录组、细胞学等技术，构建了花生种子发育的DNA甲基化谱。研究发现，随着发育进程，花生种子CHH胞嘧啶甲基化水平整体升高，其主要与甲基化酶（DRM2）和去甲基化酶的表达相关；其中突变体中存在大量的差异甲基化区域和差异表达基因，主要富集在籽粒发育、植物激素、细胞分裂、蔗糖生物合成等重要通路。总之，DNA甲基化通过改变内源激素合成或稳态调控基因表达水平来调节激素含量，并最终影响花生籽粒发育。研究结果为阐明DNA甲基化在花生种子发育中的功能提供了基因信息。河南农业大学青年教师李忠峰博士、赵凯博士和华中农业大学刘潜博士为论文共同第一作者，河南农业大学殷冬梅教授和华中农业大学赵毓教授为共同通讯作者。该项工作得到了国家自然科学基金联合重点项目、河南省重点研发、河南省产业技术体系等项目资助。
殷冬梅教授领衔的河南农业大学花生功能基因组创新团队，依托于河南省花生基因组与分子育种工程技术研究中心，主要从事花生种质资源创制与分子育种，基因组与功能基因挖掘，产量品质性状形成机制与调控等方面的研究。围绕花生种业“卡脖子”等重要科学问题开展工作，已在Advanced Science、Genome Biology、Plant Biotechnology Journal、The Crop Journal等国际著名期刊上发表了120余篇学术性文章，取得多项原创性研究成果。
日期：2023-10-03
