本网讯  近日，园艺学院不结球白菜育种团队在《Horticulture Research》（中科院1区，Top期刊）上发表了题为《A transposon insertion in the promoter of BcCPR5 impairs trichome formation in wucai (Brassica campestris L.)》的研究论文，该研究揭示了乌菜表皮毛发育关键基因BcCPR5启动子区的转座子插入通过阻断转录因子BcWRKY44的转录激活作用，导致乌菜表皮毛密度降低，为十字花科蔬菜表皮毛性状改良及抗逆育种提供了新理论与新靶标。

乌菜是十字花科芸薹属白菜亚种的一个变种，为我国江淮流域特有的传统蔬菜，兼具重要的农业价值与文化价值。植物表皮毛作为由表皮细胞分化形成的天然物理屏障，在抵御虫害等生物胁迫中发挥关键作用，然而乌菜中表皮毛形成与发育的遗传基础及调控网络尚不明确。因此，开展乌菜表皮毛相关基因定位与功能研究，对于揭示芸薹属植物形态建成机制及推动抗虫育种具有重要意义。研究团队从收集的种质资源中挑选高密度表皮毛和低密度表皮毛材料进行正向遗传学研究，确定表皮毛性状由单显性核基因控制。

利用 BSA‑seq 技术结合图位克隆技术，将控制表皮毛形成的遗传位点锁定在A06染色体上的114.06 kb（19654765–19768826 bp）区间。结合转录水平与序列变异分析，最终确定BcCPR5为关键候选基因，并推测该基因启动子上存在的一段3365 bp的转座子插是造成表型差异的关键变异位点。

双荧光素酶实验表明，高密度表皮毛材料的启动子活性极强，而携带转座子插入的启动子活性下降80%以上；在拟南芥cpr5突变体中，来自高密度表皮毛材料的启动子可完全恢复表皮毛缺陷，而低密度表皮毛材料启动子仅能部分回补，表皮毛密度仅恢复至野生型的40%左右。

进一步通过酵母单杂交、EMSA与双荧光素酶验证，筛选到BcWRKY44是BcCPR5的直接上游激活因子，可特异性结合启动子‑1960 ~ –1964 bp区域的 W‑box 顺式元件，显著增强其转录活性。在低密度表皮毛材料 中，3365 bp 转座子插入物理分隔 W‑box 与转录起始位点，导致 BcWRKY44 无法有效激活BcCPR5，表达量显著下降。VIGS 沉默BcCPR5可使高密度表皮毛材料表皮毛密度降至对照的1/6，沉默BcWRKY44同样导致表皮毛显著减少，并伴随BcCPR5表达下调。该研究首次揭示转座子插入通过阻断启动子与转录因子的结合来调控乌菜表皮毛形成，为芸薹属植物抗虫育种和形态建成机制提供了重要新见解。

园艺学院博士研究生高勋、博士后汪健为论文共同第一作者，王文杰教授、袁凌云教授和汪承刚研究员为该论文的共同通讯作者。研究得到了安徽省重点研究与开发计划项目（2023z04020005），安徽省自然科学基金（2308085QC101）以及国家自然科学基金（32472735; 32272703）等项目的资助。（文图：王文杰 初审：孙筠淼 复审：袁凌云 终审：程玉峰）