





中国农业科学 ›› 2026, Vol. 59 ›› Issue (6): 1286-1301.doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2026.06.011
曹海顺1(
), 周东源1,2(
), 王瑞1, 施招婉1, 吴廷全1, 张长远1,2(
)
收稿日期:2025-10-16
接受日期:2025-12-05
出版日期:2026-03-24
发布日期:2026-03-24
通信作者:
联系方式:
曹海顺,E-mail:caohaishun@gdaas.cn。周东源,E-mail:804698010@qq.com。曹海顺和周东源为同等贡献作者。
基金资助:
CAO HaiShun1(
), ZHOU DongYuan1,2(
), WANG Rui1, SHI ZhaoWan1, WU TingQuan1, ZHANG ChangYuan1,2(
)
Received:2025-10-16
Accepted:2025-12-05
Published:2026-03-24
Online:2026-03-24
摘要:
【目的】黄瓜是我国设施栽培第一大蔬菜。然而,频发的设施弱光胁迫易造成黄瓜苗过度徒长。筛选弱光胁迫不易徒长种质,并挖掘相关基因,为黄瓜耐弱光性状精准遗传改良提供参考。【方法】利用弱光胁迫评价体系筛选黄瓜种质,构建分离群体,采用BSA-seq分析性状关联位点,综合家族基因和功能分析挖掘候选基因。【结果】弱光胁迫下获得2份下胚轴长度差异材料CS(长下胚轴)和CR(短下胚轴)。经不同光质处理,发现CS和CR对远红光具有响应差异。以CS和CR为亲本,构建F1群体和F2群体。以弱光胁迫下胚轴长度为性状参数,结合BSA-seq的方法在黄瓜中定位到2个显著与下胚轴长度相关的新位点:LSH1(Chr.4)和LSH2(Chr.5),位点内分别包含371和163个基因。进一步对远红光信号通路的关键基因PHYA、FHL和FRS类转录因子进行全面鉴定,共获得2个远红光受体基因CsPHYA1和CsPHYA2,皆位于第6染色体;1个远红光受体转运基因CsFHY1,位于第3染色体;22个FRS转录因子,除第2染色体外,其他染色体均有分布。其中,CsFRS12位于第4染色体LSH1位点内,进化树和保守结构域分析显示,CsFRS12具有保守的FAR1 DNA结合结构域、MULE转座酶结构域和SWIM锌指蛋白结构域,与远红光信号关键转录因子AtFRS2、AtFAR1和AtFHY3关系较近,同属于Ⅰ亚家族成员。经克隆,CsFRS12CR和CsFRS12CS编码序列中存在多个单核苷酸突变(SNP),与下胚轴长度显著相关。进一步通过酵母转录活性分析,发现CsFRS12CR转录活性低于CsFRS12CS。CsFRS12在植株茎和幼苗下胚轴中表达量较高,即CsFRS12是调控弱光胁迫黄瓜下胚轴伸长的关键候选基因。【结论】获得2份弱光胁迫响应差异黄瓜材料,定位到2个调控弱光胁迫响应的新位点LSH1和LSH2,在LSH1位点中候选到1个远红光信号调控的关键转录因子CsFRS12,可能在调控黄瓜适应弱光胁迫中发挥关键作用。
曹海顺, 周东源, 王瑞, 施招婉, 吴廷全, 张长远. 弱光胁迫短下胚轴黄瓜种质鉴定及其遗传位点挖掘[J]. 中国农业科学, 2026, 59(6): 1286-1301.
CAO HaiShun, ZHOU DongYuan, WANG Rui, SHI ZhaoWan, WU TingQuan, ZHANG ChangYuan. Identification of Short Hypocotyl Cucumber Germplasm Under Low Light Stress and QTL Mapping of the Trait[J]. Scientia Agricultura Sinica, 2026, 59(6): 1286-1301.
表1
弱光胁迫下黄瓜下胚轴长度QTL的BSA-seq定位结果"
| 方法 Method | 数量性状基因座名称 QTL name | 起始位点 Start position (bp) | 终止位点 End position (bp) | 染色体 Chromosome | 峰值 Peak | 基因数目 Gene numbers |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 单核苷酸多态性指数 Δ(SNP-index) | LSH1 | 20300001 | 24200000 | Chr.4 | 0.505331835 | 371 |
| LSH2 | 6700001 | 10200000 | Chr.5 | 0.532489898 | 163 | |
| G统计值 G-statistic | LSH1 | 21100001 | 23300000 | Chr.4 | 11.26343258 | 196 |
| LSH2 | 7100001 | 9200000 | Chr.5 | 13.22583847 | 74 | |
| 欧氏距离 Euclidean distance | LSH1 | 21000001 | 23500000 | Chr.4 | 0.489802113 | 229 |
| LSH2 | 8000001 | 9200000 | Chr.5 | 0.463019996 | 37 |
表2
黄瓜FRS家族基因基本信息"
| 基因序号 Gene ID | 基因名称 Name | 染色体 Chromosome | 起始位点 Start position (bp) | 终止位点 Stop position (bp) | 正反链 Strand | 编码框长度 CDS length (bp) | 蛋白长度 Protein length (aa) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| CsaV3_1G010190.1 | CsFRS1 | Chr.1 | 6322731 | 6327319 | - | 2565 | 855 |
| CsaV3_1G042070.1 | CsFRS2 | Chr.1 | 26879471 | 26883820 | + | 2628 | 876 |
| CsaV3_3G013860.1 | CsFRS3 | Chr.3 | 10392246 | 10397538 | - | 2364 | 788 |
| CsaV3_3G034800.1 | CsFHY1 | Chr.3 | 29369257 | 29371197 | + | 1041 | 347 |
| CsaV3_3G039150.1 | CsFRS4 | Chr.3 | 32174695 | 32179211 | + | 1170 | 390 |
| CsaV3_3G046280.1 | CsFRS5 | Chr.3 | 37806932 | 37811364 | + | 1818 | 606 |
| CsaV3_4G001920.1 | CsFRS6 | Chr.4 | 1130443 | 1133692 | + | 2232 | 744 |
| CsaV3_4G001930.1 | CsFRS7 | Chr.4 | 1135597 | 1138623 | + | 2007 | 669 |
| CsaV3_4G003380.1 | CsFRS8 | Chr.4 | 2056681 | 2059569 | + | 765 | 255 |
| CsaV3_4G003760.1 | CsFRS9 | Chr.4 | 2290171 | 2295355 | + | 750 | 250 |
| CsaV3_4G007310.1 | CsFRS10 | Chr.4 | 4973487 | 4978240 | - | 2424 | 808 |
| CsaV3_4G007320.1 | CsFRS11 | Chr.4 | 4978958 | 4986126 | - | 2538 | 846 |
| CsaV3_4G032340.1 | CsFRS12 | Chr4 | 22862562 | 22866893 | + | 2325 | 775 |
| CsaV3_5G014020.1 | CsFRS13 | Chr.5 | 10880232 | 10889015 | - | 2040 | 680 |
| CsaV3_6G009980.1 | CsFRS14 | Chr.6 | 8087498 | 8091321 | + | 1488 | 496 |
| CsaV3_6G036060.1 | CsPHYA1 | Chr.6 | 20015890 | 20021182 | - | 3450 | 1150 |
| CsaV3_6G036100.1 | CsPHYA2 | Chr.6 | 20046075 | 20053349 | + | 3375 | 1125 |
| CsaV3_6G048310.1 | CsFRS15 | Chr.6 | 28368052 | 28370312 | + | 2076 | 692 |
| CsaV3_6G053050.1 | CsFRS16 | Chr.6 | 30971693 | 30975462 | - | 2241 | 747 |
| CsaV3_7G002210.1 | CsFRS17 | Chr.7 | 1754310 | 1760052 | + | 2370 | 790 |
| CsaV3_7G002550.1 | CsFRS18 | Chr.7 | 1993692 | 2004852 | + | 2316 | 772 |
| CsaV3_7G026930.1 | CsFRS19 | Chr.7 | 16558935 | 16562421 | - | 666 | 222 |
| CsaV3_7G027310.1 | CsFRS20 | Chr.7 | 16862778 | 16871926 | + | 1491 | 497 |
| CsaV3_7G032290.1 | CsFRS21 | Chr.7 | 20436138 | 20438129 | + | 1989 | 663 |
| CsaV3_UNG168310.1 | CsFRS22 | Scaffold.77 | 105440 | 114205 | + | 2028 | 676 |
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