原标题：学校联合华中农业大学科研团队揭示甘蓝型油菜种皮颜色与含油量协同调控机制
日前，学校曲存民、杜海团队联合华中农业大学石磊团队在国际学术期刊《细胞报告》 （Cell Reports）发表了题为《利用甘蓝型油菜T2T基因组鉴定出BnaWRKY44并解析了其对种皮颜色和含油量的双重调控作用》（A telomere-to-telomere Brassica napus genome identifies BnaWRKY44 regulation of seed coat color and oil）的研究论文。该研究构建了甘蓝型油菜骨干品种中油821的端粒到端粒参考基因组，并通过多组学分析及分子互作实验鉴定出调控油菜种皮颜色和种子含油量的关键转录因子BnaWRKY44，解析了BnaWRKY44-BnaVPT1 调控模块影响种皮色素沉积与油脂性状的分子机制，为甘蓝型油菜种皮颜色和含油量协同改良提供了重要理论依据、基因资源和分子育种工具。
甘蓝型油菜是全球重要的油料作物，其种子含油量通常为35%至50%。在相近遗传背景下，黄籽油菜的含油量通常比黑籽油菜高约3%，且具有油脂清澈度高、纤维含量低、营养品质好等优点。因此，解析种皮颜色形成及其与油脂积累之间的关系，是油菜品质遗传改良的重要研究方向。中油821是研究甘蓝型油菜种皮颜色的重要遗传材料，但已有基因组组装仍存在缺口，限制了复杂基因组区域解析和关键基因挖掘。据此，联合研究团队成功组装了中油821端粒到端粒（telomere-to-telomere，T2T）无缺口参考基因组，共获得47.46 Gb PacBio HiFi数据、44.69 Gb ONT长读长数据和51.35 Gb Hi-C数据，并将约10.36亿个碱基的基因组序列锚定到甘蓝型油菜全部19条染色体，包括A亚基因组的10条染色体和C亚基因组的9条染色体，其中15条染色体达到端粒到端粒组装水平。该基因组显著提升了复杂区域和结构变异的解析能力，为甘蓝型油菜功能基因组研究提供了新的基础资源。
以ZY821高质量T2T基因组为参考，研究团队鉴定出与种皮颜色显著相关的候选基因BnaWRKY44，该基因功能缺失突变体种皮颜色明显变浅，种子含油量提高，不饱和脂肪酸比例增加，油脂品质得到明显改善，说明BnaWRKY44不仅是种皮颜色形成的重要调控因子，也参与种子油脂积累和脂肪酸组成调控。这一发现从遗传学和功能基因组学层面建立了种皮色素形成与油脂品质之间的联系，为培育黄籽、高油和优质油菜提供了新的基因靶点。
为进一步解析BnaWRKY44的作用机制，研究团队综合运用RNA测序、酵母单杂交和双荧光素酶报告等实验手段，对其下游调控网络进行了系统分析，发现BnaWRKY44能够直接结合液泡磷酸转运蛋白基因 BnaVPT1 的启动子并激活其表达，进而影响类黄酮生物合成和种皮色素沉积；进一步敲除BnaVPT1后，油菜种皮颜色同样变浅，证明BnaVPT1在种皮着色和类黄酮代谢中的关键作用，并构建了 BnaWRKY44-BnaVPT1 分子调控模块：BnaWRKY44通过直接调控BnaVPT1表达，影响类黄酮代谢与种皮色素形成，并与种子含油量及脂肪酸组成变化相关。研究不仅明确了BnaWRKY44的下游作用靶点，也为理解油菜种皮色素合成和油脂积累之间的协调关系提供了新的分子机制。
研究团队通过分析BnaWRKY44在自然群体中的遗传变异，鉴定出优异单倍型BnaWRKY44Hap4，并开发了可用于育种选择的CAPS标记，利用该标记可实现目标等位变异的快速鉴定，为优异种皮颜色和油脂性状的早期选择提供便利。相较于仅依赖成熟种子表型的传统选择方法，分子标记辅助选择有望提高育种效率，加快黄籽、高油及优质油菜新品种的培育进程。
西南大学博士后刘海疆、已毕业硕士研究生苑永恒、在读硕士研究生叶凯杰、华中农业大学已毕业博士韩贝为论文共同第一作者。西南大学曲存民教授、杜海教授和华中农业大学石磊教授为论文通讯作者。研究得到Biozeron Shenzhen, Inc.提供的技术支持，并受国家重点研发计划项目、国家自然科学基金、国家现代农业产业体系等项目资助。
原文链接：https://doi.org/10.1016/j.celrep.2026.117779
责任编辑：雷四维 刘晓琪
